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基于虚拟弹性体的快速动网格方法
  • ISSN号:0253-987X
  • 期刊名称:《西安交通大学学报》
  • 时间:0
  • 分类:O323[理学—一般力学与力学基础;理学—力学] O351.2[理学—流体力学;理学—力学]
  • 作者机构:[1]西安交通大学机械结构强度与振动国家重点实验室,西安710049, [2]西安交通大学航天航空学院,西安710049, [3]国家电网浙江北仑第一发电有限责任公司,浙江宁波315800
  • 相关基金:国家自然科学基金资助项目(51275385).
中文摘要:

为减少流固耦合的计算时间,在现有弹性体方法的基础上,发展了一种快速动网格方法。首先根据弹性体方法的基本假设,将流场网格所包围的空间区域视为虚拟弹性体,然后将结构与该虚拟弹性体视为一个整体系统,并计算其固有振动的振型及频率,最后以结构受到的流体作用力为激励,通过振型叠加法计算结构网格及流场网格节点的位移。考虑到实际结构的流固耦合振动多为低阶模态的振动,在流固耦合计算中可以通过低阶模态的叠加计算流场网格节点的位移,从而达到快速更新流场网格的目的。采用该快速动网格算法,对某弹性梁颤振问题进行了流固耦合分析,计算结果与已有文献的结果吻合很好,说明了该算法的正确性。与现有的弹性体方法相比,该算法使流固耦合计算时间减少了65.5%。对Wing 445.6模型的颤振问题进行了分析,得到颤振边界与实验值吻合良好,且与现有弹性体法相比,可以减少计算时间54.8%。

英文摘要:

To reduce the computing time of fluid structure coupling, an efficient dynamic mesh method based on the pre-existing elastic solid method is developed. The flow mesh domain is assumed to be a pseudo elastic solid according to the basic hypotheses of the elastic solid method, then the structure and the pseudo elastic solid are considered together as one holistic system. Subsequently the natural frequencies and vibration modes are calculated for the system and the flow force acted on the structure is considered as the excitation of the holistic system. The nodal displacements for the structure and the flow mesh are computed by mode superposition. In fact, the actual fluid structure coupled vibration for structures often appears associated with low order modes, the nodal displacements of the flow mesh can be calculated by modal superposition of the first few of low order modes, thus the flow mesh can be updated efficiently. A beam flutter problem is discussed with the present dynamic mesh method. The results coincide well with the data reported in the existing reference verifying the validation of the present method. The computing time is reduced by 65.5% compared with the pre-existing elastic solid method. The flutter of wing 445.6 is also analyzed and the calculated flutter experimental data, and the computing time is reduced by 54. 8%.

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期刊信息
  • 《西安交通大学学报》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中华人共和国教育部
  • 主办单位:西安交通大学
  • 主编:陶文铨
  • 地址:西安市咸宁西路28号
  • 邮编:710049
  • 邮箱:xuebao@mail.xjtu.edu.cn
  • 电话:029-82668337 82667978
  • 国际标准刊号:ISSN:0253-987X
  • 国内统一刊号:ISSN:61-1069/T
  • 邮发代号:52-53
  • 获奖情况:
  • 美国《工程索引》(EI光盘版)定期收录的中文期刊,《中文核心期刊目录总览》综合类核心期刊,科技部《科技论文统计与分析》统计源,《中国科学引文数据库》刊源,获全国高校优秀科技期刊一等奖,“百种中国杰出学术期刊”称号,中国期刊方阵“双效”期刊
  • 国内外数据库收录:
  • 美国化学文摘(网络版),美国数学评论(网络版),德国数学文摘,荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国剑桥科学文摘,英国科学文摘数据库,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:27275