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斜激波冲击下层合壁板-空腔系统流-固-声耦合动力学分析
1
作者
刘昊
瞿叶高
孟光
《力学学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024年第6期1752-1761,共10页
斜激波作用下复合材料壁板-空腔系统气动弹性问题涉及非线性气动力、壁板大变形振动和声腔流体声波的强耦合作用,是高速飞行器弹性壁板设计中关注的重要问题.以往研究主要分析声腔恒定压力对壁板颤振特性的影响,忽略了声场与结构之间的...
斜激波作用下复合材料壁板-空腔系统气动弹性问题涉及非线性气动力、壁板大变形振动和声腔流体声波的强耦合作用,是高速飞行器弹性壁板设计中关注的重要问题.以往研究主要分析声腔恒定压力对壁板颤振特性的影响,忽略了声场与结构之间的动态耦合特性.为了弥补这一研究缺陷,文章提出一种隐式分区计算方法实现对高速可压缩流体、大变形壁板和声腔流体声波3个物理场进行强耦合计算.基于任意拉格朗日-欧拉(arbitrary Lagrangian Eulerian,ALE)框架的有限体积法求解可压缩黏性流体Navier-Stokes方程,采用高阶剪切锯齿理论和有限元方法建立复合材料壁板非线性动力学模型,采用波动方程描述空腔内可压缩声学流体.揭示了空腔物理参数(声学流体密度、平均压力和空腔深度等)对壁板-空腔系统气动弹性响应的影响规律,发现了若干新现象:改变空腔物理参数可导致壁板运动从定点稳定静变形转变到周期极限环颤振;空腔内声学流体的“弹簧效应”导致壁板表面声压载荷反相位作用于壁板运动;特定空腔深度比下,空腔声模态变化会改变声压脉动与壁板振动的相位关系,导致壁板临界颤振动压降低.
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关键词
流-固-声耦合
非线性壁板颤振
壁板
-
空腔系统
气动弹性
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职称材料
换流阀冷却系统均压电极结垢超声导波检测方法研究
被引量：
4
2
作者
闫孝姮
光思辰
+1 位作者
胡宇
陈伟华
《仪器仪表学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2021年第10期251-263,共13页
换流阀冷却系统中均压电极结垢检测是直流输电系统安全运行的必要保障。当前人工筛查的检测方法,有较大的盲目性且易造成系统漏水等故障。因此提出基于超声导波回波特性的在线结垢检测方法。选取频散小、传输距离长的L(0,2)模态导波作...
换流阀冷却系统中均压电极结垢检测是直流输电系统安全运行的必要保障。当前人工筛查的检测方法,有较大的盲目性且易造成系统漏水等故障。因此提出基于超声导波回波特性的在线结垢检测方法。选取频散小、传输距离长的L(0,2)模态导波作为激励信号,将电极结垢视为多孔介质并计算其特征参数,构建了流-固-声多物理场作用下的均压电极结垢检测模型,确定了最佳超声激励频率并仿真研究了0.2~1.0 mm厚度水垢对声波信号的反射与吸收特征,分析了L(0,2)模态导波与水垢交互过程中的模态转换过程,进而搭建实验系统,开展了水垢厚度为0.1~0.8 mm的实验验证工作。实验结果表明,基于L(0,2)超声导波回波特性的在线结垢检测精度达0.1 mm,为换流阀均压电极结垢检测提供了一种有效的方法。
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关键词
均压电极
结垢
超声导波
流-固-声耦合
模态转换
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职称材料
题名
斜激波冲击下层合壁板-空腔系统流-固-声耦合动力学分析
1
作者
刘昊
瞿叶高
孟光
机构
上海交通大学机械系统与振动全国重点实验室
出处
《力学学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024年第6期1752-1761,共10页
基金
国家自然科学基金(U2141244,11922208,11932011,12121002)
深蓝计划重点项目(SL2021ZD104)资助。
文摘
斜激波作用下复合材料壁板-空腔系统气动弹性问题涉及非线性气动力、壁板大变形振动和声腔流体声波的强耦合作用,是高速飞行器弹性壁板设计中关注的重要问题.以往研究主要分析声腔恒定压力对壁板颤振特性的影响,忽略了声场与结构之间的动态耦合特性.为了弥补这一研究缺陷,文章提出一种隐式分区计算方法实现对高速可压缩流体、大变形壁板和声腔流体声波3个物理场进行强耦合计算.基于任意拉格朗日-欧拉(arbitrary Lagrangian Eulerian,ALE)框架的有限体积法求解可压缩黏性流体Navier-Stokes方程,采用高阶剪切锯齿理论和有限元方法建立复合材料壁板非线性动力学模型,采用波动方程描述空腔内可压缩声学流体.揭示了空腔物理参数(声学流体密度、平均压力和空腔深度等)对壁板-空腔系统气动弹性响应的影响规律,发现了若干新现象:改变空腔物理参数可导致壁板运动从定点稳定静变形转变到周期极限环颤振;空腔内声学流体的“弹簧效应”导致壁板表面声压载荷反相位作用于壁板运动;特定空腔深度比下,空腔声模态变化会改变声压脉动与壁板振动的相位关系,导致壁板临界颤振动压降低.
关键词
流-固-声耦合
非线性壁板颤振
壁板
-
空腔系统
气动弹性
Keywords
fluid
-
structure
-
acoustic interaction
nonlinear panel flutter
panel
-
cavity system
aeroelastic
分类号
V215.3 [航空宇航科学与技术—航空宇航推进理论与工程]
O343.5 [理学—固体力学]
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职称材料
题名
换流阀冷却系统均压电极结垢超声导波检测方法研究
被引量：
4
2
作者
闫孝姮
光思辰
胡宇
陈伟华
机构
辽宁工程技术大学电气与控制工程学院
出处
《仪器仪表学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2021年第10期251-263,共13页
基金
辽宁省教育厅科学技术研究创新团队(LT2019007)项目
辽宁工程技术大学学科创新团队项目(LNTU20TD-02,29)资助。
文摘
换流阀冷却系统中均压电极结垢检测是直流输电系统安全运行的必要保障。当前人工筛查的检测方法,有较大的盲目性且易造成系统漏水等故障。因此提出基于超声导波回波特性的在线结垢检测方法。选取频散小、传输距离长的L(0,2)模态导波作为激励信号,将电极结垢视为多孔介质并计算其特征参数,构建了流-固-声多物理场作用下的均压电极结垢检测模型,确定了最佳超声激励频率并仿真研究了0.2~1.0 mm厚度水垢对声波信号的反射与吸收特征,分析了L(0,2)模态导波与水垢交互过程中的模态转换过程,进而搭建实验系统,开展了水垢厚度为0.1~0.8 mm的实验验证工作。实验结果表明,基于L(0,2)超声导波回波特性的在线结垢检测精度达0.1 mm,为换流阀均压电极结垢检测提供了一种有效的方法。
关键词
均压电极
结垢
超声导波
流-固-声耦合
模态转换
Keywords
grading electrodes
sediments
ultrasonic guided wave
fluid
-
solid
-
acoustic multi
-
physical field
mode conversion
分类号
TH17 [机械工程—机械制造及自动化]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
斜激波冲击下层合壁板-空腔系统流-固-声耦合动力学分析
刘昊
瞿叶高
孟光
《力学学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024
0
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职称材料
2
换流阀冷却系统均压电极结垢超声导波检测方法研究
闫孝姮
光思辰
胡宇
陈伟华
《仪器仪表学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2021
4
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