弹性圆柱壳液耦合系统内旋转重力波的近似解析解

应用流体力学和弹性力学知识,建立了弹性圆柱壳液耦合系统的非线性振动方程,利用平均法,得到了4个自由度的非线性振动方程组的一次近似解析解,求出了低频大幅旋转重力波幅值随激振力频率和幅值的变化关系曲线,分析了系统非线性振动过程的动力特性,从理论上进一步解释了壳液耦合系统在受高频激励下产生低频大幅旋转重力波的条件与原因,近似解析解与数值解和实验现象基本吻合。     

龙洗三维液体表面重力波的动态测量

在龙洗的强迫振动实验中,当龙洗壳壁受到一定频率激振力作用时,液面出现不同形态的大幅重力波现象.由于重力波液面变形幅度较大、水花飞溅,为了满足测试要求,根据交叉光轴的光学原理设计了实验测试系统,采用数字条纹光栅投影图像,利用高速图像采集系统连续采集.并进行中值滤波、傅里叶变换、频域滤波、傅里叶反变换等处理,最终可得到第一阶及第二阶大幅重力波任意时刻的三维形貌及大幅重力波任意点的时间历程.这是对壳液耦合系统中自由表面波进行实验测试的新尝试,为今后的理论研究提供了可靠的实验数据.     

矩形弹性壳液耦合系统的非线性振动分析

从流体运动微分方程组和边界条件出发,利用拉格朗日方程,建立矩形弹性壳液耦合系统的非线性振动方程组,并进行数学仿真计算,得到产生稳定的低频大幅重力波的条件及重力波和壳的幅频曲线,数值计算结果与实验现象吻合较好.