Nový přístup k analýze dynamických vlastností interakce elastické struktury a tekutiny

NEW APPROACH TO THE DYNAMICS ANALYSIS OF INTERACTION AN ELASTIC STRUCTURE AND LIQUID

journal article - other

en

This contribution is focused on the analysis of dynamic behavior of elastic body moving in liquid. In many technical applications this motion is with large displacements. Some technical applications can be vibration of blades or rotors in centrifugal pumps or water turbines. But on other hand presented approach has more general application. Because of are assumed the large displacements, this analysis is nonlinear and modal behavior depends on a parameters. There is very difficult or impossible to do this analysis using commercial programme systems. It is caused by limited number of boundary conditions for contact between body and liquid in these systems. In this contribution is presented the mathematical model of a new type of boundary conditions which allowed the modal analysis and computing the steady state response. In principle this analysis is if the frequency domain. It is necessary provided some testing, because this approach is new. For this case, the curvilinear co-ordinates were chosen. The Bézier body was chosen for the description of geometrical configuration and also for approximation the solution. MATLAB programme code was chosen for software processing

Příspěvek se zabývá analýzou dynamických vlastností elastické struktury pohybující se v tekutině. V řadě technických aplikací je tento pohyb dán velkými deformacemi a přetvořením. Technickými aplikacemi může být kmitání lopatek, rotorových soustav čerpadel nebo turbin. Na druhé straně má prezentovaný přístup k řešení mnohem širší aplikaci. S ohledem na předpoklad velkých deformací je je analýza nelineární a modální vlastnosti jsou závislé na nějakém parametru. Použitím komerčních programových systémů je taková analýza značně komplikovaná, nebo nemožná. Je to dána omezeným okruhem okrajových podmínek kontaktu mezi strukturou a tekutinou. V příspěvku je prezentován nový matematický model okrajových podmínek, který umožňuje provádět analýzu modálních vlastností, nebo výpočet odezvy při vynuceném ustáleném kmitání. Principielně se jedná o analýzu ve frekvenční doméně. Protože se jedná o nový přístup, je nutné provést testování. Pro testování byly zvoleny křivočaré souřadnice. Bézierovo těleso bylo zvoleno pro popis geometrické oblasti i pro aproximaci řešení. Softwarové zpracování bylo provedeno v prostředí MATLAB.

This contribution is focused on the analysis of dynamic behavior of elastic body moving in liquid. In many technical applications this motion is with large displacements. Some technical applications can be vibration of blades or rotors in centrifugal pumps or water turbines. But on other hand presented approach has more general application. Because of are assumed the large displacements, this analysis is nonlinear and modal behavior depends on a parameters. There is very difficult or impossible to do this analysis using commercial programme systems. It is caused by limited number of boundary conditions for contact between body and liquid in these systems. In this contribution is presented the mathematical model of a new type of boundary conditions which allowed the modal analysis and computing the steady state response. In principle this analysis is if the frequency domain. It is necessary provided some testing, because this approach is new. For this case, the curvilinear co-ordinates were chosen. The Bézier body was chosen for the description of geometrical configuration and also for approximation the solution. MATLAB programme code was chosen for software processing

interakce struktury s tekutinou, metoda konečných prvků, přídavná hmotnost, přídavné tlumení, experimentální analýza

Fluid structure interaction, finite element method, added mass, added damping, experimental analysis

2008

14.10.2008

Strojnícka fakulta TU v Košiciach

TU - Košice

1335-2393

Acta Mechanica Slovaca

12

1

663–676

14