Nový přístup k řešení interakce tělesa a kapaliny a určení vlastních hodnot na základě modální analýzy.

New approach for solving the fluid–structure interaction eigenvalue problem by modal analysis and the calculation of steady-state or unsteady responses.

journal article - other

en

This report focuses on an analysis of the dynamic behaviour of a fluid–structure interaction system. This analysis is nonlinear, and the modal behaviour depends on many parameters, because large displacements are assumed. Technical applications include vibration of blades of rotational centrifugal pumps or water turbines. A new mathematical model of a boundary condition that allow for modal analysis and calculation of the steady state or unsteady state responses is presented in this article. This condition is based on a special convolutory integral for fluid velocity and pressure and their expansion into a series of eigenmodes of structure vibration. This approach allows for the separation of the structure and the fluid. A comparison between the computational and the experimental analyses is presented. Curvilinear coordinates and a Bézier body were chosen for the description of the geometrical configuration and the approximation of the solution.

Tato zpráva se zaměřuje na analýzu dynamického chování pružnou strukturou interakce systému. Tato analýza je nelineární, a modální chování závisí na mnoha parametrech, protože velké posuny se předpokládá. Technické aplikace zahrnují vibrace lopatek rotačních odstředivých čerpadel nebo vodních turbín. Nový matematický model hraniční podmínky, že umožní pro modální analýzu a výpočet ustáleného stavu nestabilních státních odpovědi je uvedena v tomto článku. Tato podmínka je založen na speciálním convolutory integrálu pro rychlosti tekutiny a tlaku a jejich rozšíření do řady vlastních tvarů strukturní vibrací. Tento přístup umožňuje oddělení konstrukce a kapalinou. Srovnání mezi výpočetní a experimentální analýzy je prezentována. Křivočaré souřadnice a Bézierova tělo bylo vybráno k popisu geometrickou konfiguraci a sbližování právních řešení.

This report focuses on an analysis of the dynamic behaviour of a fluid–structure interaction system. This analysis is nonlinear, and the modal behaviour depends on many parameters, because large displacements are assumed. Technical applications include vibration of blades of rotational centrifugal pumps or water turbines. A new mathematical model of a boundary condition that allow for modal analysis and calculation of the steady state or unsteady state responses is presented in this article. This condition is based on a special convolutory integral for fluid velocity and pressure and their expansion into a series of eigenmodes of structure vibration. This approach allows for the separation of the structure and the fluid. A comparison between the computational and the experimental analyses is presented. Curvilinear coordinates and a Bézier body were chosen for the description of the geometrical configuration and the approximation of the solution.

Fluid-struktura interakce,metoda konečných prvků, experimentální analýza;

Fluid–structure interaction; Finite element method; Experimental analysis; Addition mass; Damping; Stiffness

2013

01.02.2013

0889-9746

37

1

171–184

14