平面直升闸门流固耦合振动同步测试模型试验研究 被引量：12

1

作者 沈春颖 何士华 +1 位作者 杨婷婷 王韦 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2016年第19期219-224,共6页

采用三维PIV测速系统和多通道振动数据采集系统,同时监测平面直升闸门在下游淹没出流条件下,水流流场分布及闸门振动参数.结果表明：相同工况下,当闸后漩涡顺水流方向越靠近闸门,此方向的振动位移将达到最大值,峰值比振动位移的均值高出... 采用三维PIV测速系统和多通道振动数据采集系统,同时监测平面直升闸门在下游淹没出流条件下,水流流场分布及闸门振动参数.结果表明：相同工况下,当闸后漩涡顺水流方向越靠近闸门,此方向的振动位移将达到最大值,峰值比振动位移的均值高出3倍-4倍,离漩涡中心纵坐标越近的测点,其振动参数的峰值较大.随着闸下水流平均流速与湍动能的增加,对同一测点,闸门振动加速度、速度以及位移的峰值都是沿着水流正方向或水流负方向逐步增加的.闸门底缘附近振动的幅度与闸门开度密切相关,闸门开度达到一定值后,对闸门振动已无较大的影响.试验的结论为探索闸门振动机理提供了依据. 展开更多

关键词 同步测试 流固耦合振动 模型试验 平面直升闸门 涡流

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航空弯曲液压管路流固耦合振动频响分析 被引量：17

2

作者 权凌霄 孙冰江 +1 位作者 赵劲松 李东 《西北工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第3期487-495,共9页

针对航空弯曲管路,建立其流固耦合14-方程模型,并利用拉氏变换将其变换至频域进行求解;对含单个弯管的管路,利用14-方程分析在管路长度变化及不变化时,弯曲参数对管路频域响应的影响规律;同时,对含2个弯管的管路,分析不同跨度时,弯曲参... 针对航空弯曲管路,建立其流固耦合14-方程模型,并利用拉氏变换将其变换至频域进行求解;对含单个弯管的管路,利用14-方程分析在管路长度变化及不变化时,弯曲参数对管路频域响应的影响规律;同时,对含2个弯管的管路,分析不同跨度时,弯曲参数对管路固有频率的影响;最终,通过模态敲击实验,验证仿真的准确性。经过上述分析,得到以下结论:弯曲角度对管路固有特性影响较大,弯曲角度越小,管路固有频域越高,然而,弯曲半径的影响在于是否会造成管长变化,通常情况下,弯曲半径的增加会导致管路长度增加,从而导致其固有频率降低。 展开更多

关键词 流体传动与控制 频域振动响应 流固耦合振动 弯曲液压管路 国产大飞机

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输液管道流固耦合振动的数值分析 被引量：23

3

作者 杨超 范士娟 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2009年第6期56-59,共4页

采用特征线法对输液管道流固耦合振动问题进行了数值分析研究。数值分析采用14-方程模型,为了提高数值分析精度,对传统特征线法进行了改进;给出了时间步长Δt和管道分段数N的确定条件,提出了自适应网格加密的方法来修正空间步长Δz以便... 采用特征线法对输液管道流固耦合振动问题进行了数值分析研究。数值分析采用14-方程模型,为了提高数值分析精度,对传统特征线法进行了改进;给出了时间步长Δt和管道分段数N的确定条件,提出了自适应网格加密的方法来修正空间步长Δz以便更好地捕捉边界处液体压力的波动。对一典型液压系统的耦合振动响应进行了数值仿真,数值结果与实验结果吻合较好,证明了该方法的正确性和有效性。 展开更多

关键词 输液管道 流固耦合振动 数值分析 特征线法

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管材参数对输液管流固耦合振动的影响 被引量：19

4

作者 杨超 范士娟 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2011年第7期210-213,共4页

采用特征线法对一蓄水池-管道-阀门(RPV)系统的流固耦合振动响应进行了数值计算,研究了管道结构阻尼、管材泊松比以及管道壁厚管道材料对系统振动响应的影响。结果表明:随着管道结构阻尼的增大,管壁本身的振动受到抑制;当管道结构阻尼... 采用特征线法对一蓄水池-管道-阀门(RPV)系统的流固耦合振动响应进行了数值计算,研究了管道结构阻尼、管材泊松比以及管道壁厚管道材料对系统振动响应的影响。结果表明:随着管道结构阻尼的增大,管壁本身的振动受到抑制;当管道结构阻尼大于某一临界值时,系统的振动能量主要集中在液体里,造成液体压力能的升高;随着泊松比的增大或管道壁厚的增大,液体的压能增大,管壁的轴向振动强度降低。 展开更多

关键词 输液管道 流固耦合振动 管道参数 特征线法 数值计算

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双弹性管流固耦合振动的数值模拟 被引量：7

5

作者 冯志鹏 臧峰刚 张毅雄 《原子能科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第8期1428-1434,共7页

为研究反应堆结构中诸如燃料棒、蒸汽发生器和其他换热器等管束类结构的流固耦合振动问题,利用有限体积法离散大涡模拟的流体控制方程及有限元方法离散结构动力学方程,结合动网格技术,建立了三维流体诱发弹性管束振动的数值模型,实现了... 为研究反应堆结构中诸如燃料棒、蒸汽发生器和其他换热器等管束类结构的流固耦合振动问题,利用有限体积法离散大涡模拟的流体控制方程及有限元方法离散结构动力学方程,结合动网格技术,建立了三维流体诱发弹性管束振动的数值模型,实现了计算结构动力学与计算流体力学之间的双向耦合。得到横流作用下单管的振动响应,并与已有的实验数据比较,证明了本文模型的合理性;对横流作用下的两串列管、两并列管的流固耦合振动进行了数值模拟,着重研究了节径比为1.2、1.6、2、3、4的两弹性管在不同流速作用下的动力学响应及流场特性;得到串列管、并列管的临界间距与临界流速。 展开更多

关键词 流固耦合振动 大涡模拟 管束 有限元方法

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侧风环境下列车高速通过站台的流固耦合振动 被引量：8

6

作者 崔涛 张卫华 《西南交通大学学报》 EI CSCD 北大核心 2011年第3期404-408,共5页

为了考察侧风环境下列车能否临靠站台高速安全通过,采用列车空气动力学和列车系统动力学相结合的方法,通过侧风与列车的流固振动分析获得列车姿态的变化;考虑侧风作用下,列车的姿态变化和轨道几何不平顺的影响,分析了侧风环境下,列车临... 为了考察侧风环境下列车能否临靠站台高速安全通过,采用列车空气动力学和列车系统动力学相结合的方法,通过侧风与列车的流固振动分析获得列车姿态的变化;考虑侧风作用下,列车的姿态变化和轨道几何不平顺的影响,分析了侧风环境下,列车临靠站台高速通过时的气动响应.计算结果表明,与无风环境尾车易与站台碰撞不同,在6 m/s侧风环境下,当列车以350 km/h的速度临靠站台通过时,车头前端是离站台最近的位置. 展开更多

关键词 高速列车 站台 侧风 姿态变化 流固耦合振动

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两端简支输液管道流固耦合振动分析 被引量：30

7

作者 初飞雪 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第3期248-251,共4页

根据Hamilton原理推导出流固耦合自由振动变分方程,采用直接解法求解自由振动的固有频率、临界流速和临界压力的解析解表达式。讨论了流速、压力和简支长度的变化对管道固有频率的影响,分析了简支长度和压力的变化对临界流速的影响。

关键词 流固耦合振动 直接解法 固有频率 临界流速

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浅水域结构流固耦合振动的固有频率计算(英文) 被引量：3

8

作者 邹元杰 赵德有 《船舶力学》 EI 北大核心 2005年第6期126-134,共9页

本文首先建立了浅水域声学边界元方程和相应的FEM/BEM耦合振动方程,探讨了水深对结构振动固有频率和振型的影响,流体可压缩性对结构振动固有频率的影响。研究结果表明:水深变化对结构固有频率有影响,随着水深减小,结构固有频率降低,特... 本文首先建立了浅水域声学边界元方程和相应的FEM/BEM耦合振动方程,探讨了水深对结构振动固有频率和振型的影响,流体可压缩性对结构振动固有频率的影响。研究结果表明:水深变化对结构固有频率有影响,随着水深减小,结构固有频率降低,特别是当水深与结构浸深接近时,水深变化对固有频率影响极大,且振型顺序也可能发生变化;而流体的可压缩性对于浅水域结构固有频率影响不大。 展开更多

关键词 浅水 流固耦合振动 固有频率 FEM BEM 流体可压缩性

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输水管道流固耦合振动数值计算 被引量：4

9

作者 范士娟 杨超 《噪声与振动控制》 CSCD 北大核心 2010年第6期43-46,共4页

采用特征线法对输水管道流固耦合振动响应进行数值计算,管道的运动采用4-方程模型描述。研究管道分段时所采用的波速对数值计算结果的影响,以及管道结构阻尼对系统响应的影响。结果表明:采用特征线法求解输水管道系统流固耦合振动响应时... 采用特征线法对输水管道流固耦合振动响应进行数值计算,管道的运动采用4-方程模型描述。研究管道分段时所采用的波速对数值计算结果的影响,以及管道结构阻尼对系统响应的影响。结果表明:采用特征线法求解输水管道系统流固耦合振动响应时,应采用最小波速对管道分段;管道的结构阻尼对系统响应的影响大于液体与管道之间的摩擦阻尼,可以使系统的振动快速衰减。 展开更多

关键词 振动与波 输水管道 流固耦合振动 数值计算 特征线法

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复合材料船体板条梁结构的流固耦合振动分析 被引量：2

10

作者 唐文勇 陈铁云 《上海交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 1997年第11期112-115,共4页

对液面上的复合材料船体板条梁结构，考虑横向剪切变形的影响以及流固耦合效应，导出结构振动时流体作用力的解析表达式；将板条梁的有水振型展开为Ｆｏｕｒｉｅｒ级数形式，用Ｒａｙｌｅｉｇｈ－Ｒｉｔｚ方法求解．讨论了不同材料时的... 对液面上的复合材料船体板条梁结构，考虑横向剪切变形的影响以及流固耦合效应，导出结构振动时流体作用力的解析表达式；将板条梁的有水振型展开为Ｆｏｕｒｉｅｒ级数形式，用Ｒａｙｌｅｉｇｈ－Ｒｉｔｚ方法求解．讨论了不同材料时的铺层角度、铺层数目以及流场深度等因素对振动频率的影响． 展开更多

关键词 复合材料 船体 梁 流固耦合振动 板条梁

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可压缩流固耦合振动问题特征值分析的矩阵摄动法

11

作者 巨建民 董毓新 《大连理工大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 1993年第S1期20-23,共4页

在考虑流体的可压缩性时，流固耦合结构的动力学振动微分方程的系数矩阵将是不对称的．将流体自由度凝聚在固体位移上之后，获得了一个具有对称系数矩阵的非线性特征方程．然后采用矩阵摄动理论给出了这一特征问题的渐近解．

关键词 可压缩流体 摄动法 有限元法/流固耦合振动

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背压脉动引起的超声速进气道流固耦合振动分析 被引量：4

12

作者 姚程 张广辉 刘占生 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第8期1447-1454,共8页

冲压发动机燃烧室压力脉动对进气道形成背压脉动,影响了进气道内流动的稳定性。采用数值仿真方法,研究了背压脉动作用下超声速进气道内非定常流动与局部弹性壁板的流固耦合振动问题,分析了壁板阻尼对进气道流固耦合振动问题的影响。结... 冲压发动机燃烧室压力脉动对进气道形成背压脉动,影响了进气道内流动的稳定性。采用数值仿真方法,研究了背压脉动作用下超声速进气道内非定常流动与局部弹性壁板的流固耦合振动问题,分析了壁板阻尼对进气道流固耦合振动问题的影响。结果表明,弹性壁板振动形成了"动态空腔"效应,大幅降低了激波串振荡幅值,增加了非定常流动稳定性。其中,无阻尼弹性壁板模型的激波串振荡幅值下降为刚性壁板模型结果的45.6%。通过增加壁板阻尼的方式,能够增强壁板振动的"动态空腔"效应。当刚度比例阻尼系数为10^(-4)时,激波串振荡幅值降为刚性壁板模型结果的43.7%。 展开更多

关键词 冲压发动机 进气道 压力脉动 流固耦合振动 阻尼

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跨声速扩压器弹性壁板流固耦合振动研究 被引量：4

13

作者 姚程 张广辉 刘占生 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第6期912-919,共8页

冲压发动机进气道扩压段局部结构弹性较大时,壁板振动与跨声速非定常流动相互耦合,影响进气道整体性能。基于流固耦合方法,研究了扩压器内跨声速流动与局部弹性壁板的耦合作用,分析了结构阻尼对扩压器流固耦合振动特性的影响规律。结果... 冲压发动机进气道扩压段局部结构弹性较大时,壁板振动与跨声速非定常流动相互耦合,影响进气道整体性能。基于流固耦合方法,研究了扩压器内跨声速流动与局部弹性壁板的耦合作用,分析了结构阻尼对扩压器流固耦合振动特性的影响规律。结果表明,通过调整弹性壁板阻尼可以削弱和抑制正激波自激振荡引起的扩压器壁板流固耦合振动。无阻尼弹性壁板中点无量纲振动幅值为0.37。给定刚度等效阻尼系数1×10-5时振幅下降至0.22;增加阻尼系数至4×10-5时,扩压器壁板流固耦合振动消失,进入静平衡状态。 展开更多

关键词 扩压器 跨声速流动 弹性壁板 流固耦合振动

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细长旋转杆管柱与采出液耦合振动与碰撞数值方法研究

14

作者 岳欠杯 王笑笑 +2 位作者 王岗 李辉 徐燕璐 《振动工程学报》 北大核心 2025年第2期249-259,共11页

针对浸没在流体中细长杆管柱间相互接触问题,基于嵌套网格技术,建立了细长旋转杆管柱与采出液耦合振动和碰撞的数值求解方法。将外环空流体域分为相互嵌套的子区域:背景网格和组件网格,推导了各嵌套区域流场边界传递信息的插值计算公式... 针对浸没在流体中细长杆管柱间相互接触问题,基于嵌套网格技术,建立了细长旋转杆管柱与采出液耦合振动和碰撞的数值求解方法。将外环空流体域分为相互嵌套的子区域:背景网格和组件网格,推导了各嵌套区域流场边界传递信息的插值计算公式,采用分域方法对采出液流体域与杆柱固体域耦合进行求解,并建立了物理量传递方法和归一化收敛准则。搭建了垂直旋转杆柱与采出液耦合模拟实验装置,并将数值模拟结果和实验结果进行比较,验证了本文数值方法的正确性。研究了不同流体黏度、杆柱旋转速度条件下细长杆管柱间耦合振动与碰撞特性,结果表明:流体黏度越大,杆柱运动受流体黏性阻力的影响越明显,碰撞时的接触压力越小,振动越小;杆柱转速越大,振动越剧烈,杆柱受扭转变形的影响越明显,碰撞时的法向加速度越小,接触压力因此减小;当管柱间发生碰撞时,杆柱任意一点加速度发生突变,振动加剧。 展开更多

关键词 流固耦合振动 旋转杆柱 振动与碰撞 嵌套网格 分域方法

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输流直、弯组合管的流体诱发振动分析

15

作者 刘伟 万志勇 赵千里 《振动工程学报》 北大核心 2025年第1期39-46,共8页

基于“以直代曲”的思路,提出在输流直管的流固耦合振动微分方程中直接引入稳态组合张力来描述直、弯组合管的横向运动。以固定‐弹性支承式组合管为例,利用基于Laplace变换的新传递矩阵法推导了求解系统固有频率的特征方程,研究了系统... 基于“以直代曲”的思路,提出在输流直管的流固耦合振动微分方程中直接引入稳态组合张力来描述直、弯组合管的横向运动。以固定‐弹性支承式组合管为例,利用基于Laplace变换的新传递矩阵法推导了求解系统固有频率的特征方程,研究了系统的固有频率及临界流速等振动特性,过程中着重考察了稳态组合张力、流动模型修正因子、系统组成等因素对振动特性的影响。提出了“伪模态耦合发散”的概念,发现对于稳态组合张力,不同的取值方式会得到不同的临界流速;系统组成的变化会导致系统的稳定性呈现较大的差异。利用“以曲代直”的思路建立了组合管的振动微分方程,经验证,上述两种思路的计算结果一致。 展开更多

关键词 流固耦合振动 输流直、弯组合管 固有频率 稳态组合张力 临界流速

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覆冰输电导线流固耦合风致振动多软件协同数值解耦计算方法研究 被引量：4

16

作者 耿力 张伟政 +2 位作者 季国剑 吴建均 张陵 《应用力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2019年第1期178-182,262,共6页

输电导线高度不断增加,跨度增大,覆冰导线其横截面不对称,这些因素都造成了导线在风场作用下形成升力和扭矩,进而使得导线振动幅度显著增大;与此同时,由于导线具有柔性性质使导线产生的大变形会对来流风场造成显著影响,而风场的变化又... 输电导线高度不断增加,跨度增大,覆冰导线其横截面不对称,这些因素都造成了导线在风场作用下形成升力和扭矩,进而使得导线振动幅度显著增大;与此同时,由于导线具有柔性性质使导线产生的大变形会对来流风场造成显著影响,而风场的变化又会导致风荷载的变化,从而风与其所引起的结构运动之间就形成了流固耦合作用。本文基于输电导线气动力拟合函数,提出了一种协同运用ANSYS与MATLAB软件,进行冰风载荷下输电线路塔线体系流固耦合振动的并行解耦数值计算方法,用于对冰风环境下的输电塔线结构进行动力学时程分析。数值分析显示考虑流固耦合因素的影响时导线最大位移更大,在输电塔线结构的安全性能分析中必须加以考虑。 展开更多

关键词 输电塔线体系 覆冰导线 流固耦合振动 解耦

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数值流形方法在流固耦合谐振分析中的应用 被引量：8

17

作者 苏海东 黄玉盈 《计算力学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第6期823-828,共6页

数值流形方法(流形法)是石根华博士利用现代数学中流形分析的有限覆盖技术建立起来的新的数值分析方法,统一解决了连续和非连续变形的力学问题,具有广阔的应用前景。本文将流形法应用于交界面耦合的流固振动分析,采用平面矩形数学网格,... 数值流形方法(流形法)是石根华博士利用现代数学中流形分析的有限覆盖技术建立起来的新的数值分析方法,统一解决了连续和非连续变形的力学问题,具有广阔的应用前景。本文将流形法应用于交界面耦合的流固振动分析,采用平面矩形数学网格,针对无粘、无旋、不可压缩流体和无阻尼的固体结构,提出分析流固耦合系统简谐振动的高阶流形法公式,其中,采用拉格朗日乘子法引入流场的已知边界条件。本文还初步研究了在特殊的无限远流场中采用解析解覆盖函数的实现技术。文中算例体现了流形法网格划分的方便性和计算的高精度,显示出流形法在数值解和解析解联合运用上的优势。 展开更多

关键词 数值流形方法 流固耦合振动 高阶覆盖函数 解析解覆盖 数值解和解析解的结合

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流体和结构参数对板-流体耦合振动的影响 被引量：4

18

作者 鲁丽 杨翊仁 《西南交通大学学报》 EI CSCD 北大核心 2009年第3期370-374,共5页

利用典型板-流体-板结构的流体动压解析表达式,推导了计算刚性水槽内扁宽梁上流体力的表达式,用假设模态法计算了刚性槽中四跨梁在空气和轴向粘性流中的固有频率.结果表明:梁在空气中的1阶固有频率计算值与测试值的相对误差为1.7%,满足... 利用典型板-流体-板结构的流体动压解析表达式,推导了计算刚性水槽内扁宽梁上流体力的表达式,用假设模态法计算了刚性槽中四跨梁在空气和轴向粘性流中的固有频率.结果表明:梁在空气中的1阶固有频率计算值与测试值的相对误差为1.7%,满足工程要求;在流体中的固有频率随流速增大而减小,最终趋于零,并随板长和宽度增加而减小;流体的动力粘度对梁的固有频率基本无影响. 展开更多

关键词 板-流体-板结构 流固耦合振动 固有频率 轴向粘性流

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流固耦合谐振分析的局部变分原理及其杂交元算式 被引量：1

19

作者 苏海东 黄玉盈 《振动工程学报》 EI CSCD 北大核心 2008年第1期91-95,共5页

针对埋入二维无限域流场中一般结构的谐耦振问题,提出了相应的局部变分原理,并用圆形人工边界将无限域分成两部分,在人工边界内的结构及流场采用有限元数值解,人工边界外无穷大域则采用满足Sommerfeld辐射条件的解析解。通过构造泛函,... 针对埋入二维无限域流场中一般结构的谐耦振问题,提出了相应的局部变分原理,并用圆形人工边界将无限域分成两部分,在人工边界内的结构及流场采用有限元数值解,人工边界外无穷大域则采用满足Sommerfeld辐射条件的解析解。通过构造泛函,使得提出的变分方程和给定谐耦振的边值问题完全等价。在此基础上进一步建立了杂交元算式,它能保证在圆形人工边界上数值解和解析解两种场函数及其导数的相容性。算例检验表明本文方法结果正确,而且具有很高的计算效率。通过基于大型软件的二次开发,将新的理论方法融入到常规的流固耦合分析中,极大地简化了编程和计算,为类似的理论研究提供了简便的数值计算实现途径。 展开更多

关键词 流固耦合振动 局部变分原理 杂交元

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流体参数对航空发动机液压管路振动特性的影响 被引量：9

20

作者 林君哲 周恩涛 +1 位作者 杜林森 闻邦椿 《东北大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第10期1453-1456,1469,共5页

考虑了黏弹性系数和脉动流因素,采用牛顿法建立了航空发动机液压管路在基础激励下的非线性流固耦合振动数学模型,并将方程进行了无量纲化.根据梁模型横向弯曲振动模态函数,采用Galerkin法将运动方程在模态空间内展开,利用Matlab和Mathem... 考虑了黏弹性系数和脉动流因素,采用牛顿法建立了航空发动机液压管路在基础激励下的非线性流固耦合振动数学模型,并将方程进行了无量纲化.根据梁模型横向弯曲振动模态函数,采用Galerkin法将运动方程在模态空间内展开,利用Matlab和Mathematica软件数值仿真,分析研究了航空发动机液压管路的流体压力、流速、轴向力等参数对振动特性的影响.最后通过实验验证了所得结论与理论相符合. 展开更多

关键词 航空发动机液压管路 流固耦合振动 非线性模型 流体参数 振动特性

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