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题名弹性桨-轴系统建模与计算方法研究
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作者
李家盛
张正艺
华宏星
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机构
华中科技大学船舶与海洋工程学院
船舶数据技术与支撑软件湖北省工程研究中心
船舶和海洋水动力湖北省重点实验室
上海交通大学机械系统与振动国家重点实验室
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出处
《振动与冲击》
EI
CSCD
北大核心
2023年第20期30-39,共10页
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基金
国家自然科学基金(52001130,11922208,51839005)
华中科技大学自主创新研究基金(2019kfyXJJS005)
湖北省技术创新专项重大项目(2019AAA041)。
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文摘
弹性桨-轴与流体产生的双向流固耦合效应,显著改变了推进系统振动性能。现有研究分别针对桨叶和转轴弹性采用分离模型进行,即:流体-弹性桨与流体-刚体桨-弹性轴模型。而在实际工况中,转轴由于发生振动,使弹性桨入流条件与忽略轴系振动时的差异很大;另一方面,现有分离模型在预报时,是基于流体在桨叶振动平衡位置处界面力学关系开展的,未能真实反映流体在振动桨叶物理表面行为特征,难以满足桨-轴系统振动特性准确预报的现实需求。该研究拟针对流体-弹性桨-轴复杂系统双向流固耦合问题,基于精确的振动桨叶表面流体界面力学关系,建立弹性桨-轴双向流固耦合一体化模型并发展一套高效高精度稳定数值算法。结果表明,船舶研究者需建立流体-弹性桨-轴一体化模型,以重新评估附加质量/阻尼及轴承处激励力。建立的模型与算法和得到的结果可为低速水下航行器声振性能设计和评价提供理论和技术支持。
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关键词
流固耦合/水弹性
振动
螺旋桨-轴系统
有限元法
面元法/边界元法
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Keywords
fluid-structure interaction/hydroelasticity
vibration
propeller-shaft system
finite element method
panel method/boundary element method
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分类号
O323
[理学—一般力学与力学基础]
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