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物理学

结构流体耦合动力学分析理论 INTERACTIONS FLUIDES-STRUCTURES

作者：[法]H.J.-P.Morand

出版社：北京航空航天大学出版社出版时间：2021-07-01

开本：其他页数： 178

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版权信息
内容简介
目录

结构流体耦合动力学分析理论 INTERACTIONS FLUIDES-STRUCTURES 版权信息

ISBN：9787512432406
条形码：9787512432406 ; 978-7-5124-3240-6
装帧：一般胶版纸
册数：暂无
重量：暂无
所属分类：
自然科学
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物理学

结构流体耦合动力学分析理论 INTERACTIONS FLUIDES-STRUCTURES 内容简介

本书从描述流体结构互动问题的数理方程出发，给出基于哈密顿变分法则获得流固耦合动力学系统特性解析表达的原理和方法。这是一本论述流固耦合动力学基本理论的著作，其理论、方法具有普适性。本书涉及了流体结构互动的三类问题，此外，针对流固耦合问题数值分析中计算量大的问题，本书还给出了流体与结构耦合动力学分析中用到的模态综合和减缩理论和方法（第9章）。本书可供航空航天工程、船舶工程、汽车工程、土木工程、机械工程等领域从事振动控制研究的研究生及科技工作者学习与参考。

结构流体耦合动力学分析理论 INTERACTIONS FLUIDES-STRUCTURES 目录

第1章弹性结构的振动 1.1 引言 1.2 弹性动力学方程 1.3 对给定力的响应的变分公式 1.3.1 弹性动力学中的边值问题 1.3.2 变分公式 1.4 离散化：里兹-伽辽金方法和有限元方法 1.4.1 质量矩阵、刚度矩阵和力向量 1.4.2 基于利兹(Ritz)向量组投影的矩阵缩减 1.5 对简谐激励的响应 1.6 振动的固有振型 1.6.1 自由结构的运动方程 1.6.2 固支结构的运动方程 1.6.3 固有振型的模态特性 1.7 轴对称结构 1.8 依赖于参数的系统 1.8.1 无限小扰动 1.8.2 振型的交叉 1.8.3 系统依赖于两个参数(τ1，τ2)的情况 1.8.4 算例分析——具有对称性的系统 1.9 边界∑上给定简谐激力和简谐位移时的响应 1.9.1 矩阵方程的解 1.9.2 连续介质(结构)下的解释 1.9.3 Q中u∑的静力延拓us(u∑) 1.10 求解力激励响应的模态分析法 1.11 基于子结构模态(u∑，{qa})的减缩矩阵 1.11.1 ua和us之间的共轭关系 1.11.2 基于(u∑，qa)的缩减公式 1.11.3 质量和刚度的凝缩矩阵 1.11.4 动态子结构法 1.12 求解位移激励响应的模态分析法 1.12.1 动态阻抗算子 1.12.2 共振与阻尼第2章无黏流体小幅运动的线性化方程 2.1 引言 2.2 线性化的动态方程 2.2.1 欧拉方程 2.2.2 方程的线性化 2.2.3 流体位移场uF 2.2.4 欧拉压力脉动ρ和拉格朗日压力脉动ρL 2.2.5 ρL和ρ的关系 2.2.6 线性化欧拉方程 2.3 位移势ψ 2.3.1 ψ的**种定义 2.3.2 ψ的第二种定义 2.4 以(ρ，ψ)为未知函数的基本方程第3章液体晃动模态 3.1 引言 3.2 液体对壁面位移uN的谐响应 3.2.1 以ρ和ψ表示的容器中液体的动态方程 3.2.2 以ψ表示的边值问题 3.2.3 以ρ表示的边值问题 3.3 以ψ为自变函数的液体晃动模态的变分公式 3.3.1 边值谱问题 3.3.2 变分公式 3.3.3 正交特性 3.3.4 能量解释 3.3.5 广义刚度和广义质量 3.4 基于有限元法离散化的谱问题 3.4.1 矩阵方程的凝缩 3.4.2 应用方法 3.5 轴对称容器中的液体晃动模态 3.6 以ψ｜r=f为自变函数的变分公式 3.6.1 定义从ψ｜r到ψ/z｜r的映射A 3.6.2 变分公式 3.6.3 变分公式的离散化 3.7 特征频率的比较 3.7.1 离散化引起的对特征频率的高估 3.7.2 不同液体域特征值的比较 3.8 液体晃动响应的模态分析法 3.8.1 给定位移uN时响应的变分公式 3.8.2 第Ⅰ类模态分解 3.8.3 第Ⅱ类模态分解 3.9 液体阻抗算子 3.9.1 液体阻抗算子(动态质量算子) 3.9.2 MωB的模态分解 3.10 开放性问题第4章考虑表面张力时液体的晃动 4.1 引言 4.2 毛细管理论 4.2.1 Laplace定律和接触角方程 4.2.2 自由表面的力平衡方程(考虑重力时) 4.2.3 曲面理论 4.2.4 势能 4.3 自由表面平衡方程和接触角方程的线性化 4.3.1 自由表面的力平衡方程 4.3.2 接触角方程 4.4 液体对壁面位移uN的简谐响应 4.4.1 以(ρ，ψ，η)为未知函数的边值问题 4.4.2 以(η，ψ)为函数的公式 4.5 以(η，ψ)为未知函数的晃动模态边值问题 4.5.1 以(η，ψ，π)为自变函数的变分公式 4.5.2 结论 4.6 边值问题的有限元离散形式 4.6.1 矩阵的构成方法 4.6.2 轴对称容器中的液体晃动模态 4.7 以η为自变函数的对称型变分公式：附加质量 4.7.1 势函数ψ的消除 4.7.2 模态的性质 4.8 特征频率的比较 4.8.1 瑞雷商 4.8.2 瑞雷商的物理意义 4.8.3 MA的极值特性 4.8.4 特征值比较 4.9 液体振动响应的模态分析法 4.9.1 以η为自变函数的变分公式 4.9.2 模态分析法 4.10 开放性问题第5章液弹耦合振动 5.1 引言 5.2 以(u，ψ)为自变函数的变分公式 5.2.1 对外力的响应 5.2.2 液弹耦合模态 5.3 基于有限元法离散化的边值问题 5.4 以“为未知函数的谱问题离散公式：附加质量 5.4.1 附加质量MA的计算 5.4.2 泛函形式附加质量的物理意义 5.5 轴对称储液容器的液弹耦合模态 5.6 特征频率的比较 5.6.1 用于特征频率比较的模型及其求解 5.6.2 特征值的导数与液面高度的函数关系 5.7 开放性问题第6章考虑液体重力影响的液弹耦合振动 6.1 引言 6.2 压力场和重力场中的变分公式 6.2.1 虚功原理 6.2.2 耦合方程的线性化 6.2.3 变分公式 6.2.4 弹力／重力对称算子 6.2.5 简谐脉动情况下的变分公式 6.3 以(u，φ)为未知函数的非对称形公式 6.4 以(u，η)为未知函数的对称形变分公式以及附加质量 6.4.1 未知自变函数卵的引入 6.4.2 液体的响应：以(η，ψ)为自变函数的变分方程 6.4.3 结构的响应：以(u，ψ)为自变函数的变分方程 6.4.4 以(u，η，ψ)为自变函数的耦合问题变分公式 6.4.5 φ2的消除及附加质量矩阵 6.4.6 实用形式 6.5 本章小结及开放性问题第7章声腔共振模态 7.1 引言 7.2 流体对壁面位移uN的谐响应 7.2.1 基于(ρ，ψ)的方程 7.2.2 关于ψ的边值问题 7.3 谱问题关于ψ的变分形式及其离散化 7.3.1 边值谱问题 7.3.2 变分公式 7.3.3 正交特性 7.3.4 能量解释 7.3.5 离散问题对应的矩阵方程 7.4 流体振动响应的模态分析 z。4.1 流体对壁面位移uN响应的变分公式 7.4.2 ψ的**种模态分解 7.4.3 ψ的第二种模态分解 7.5 流体阻抗算子 7.6 具有自由表面的可压缩流体算例 7.6.1 给定位移约束的关于ψ的边值问题 7.6.2 对应的谱问题 7.6.3 振动响应的模态分析第8章声弹耦合振动 8.1 引言 8.2 关于(u，ρ)的非对称形式变分公式 8.2.1 有限元离散形式 8.2.2 “非标准”表达式 8.3 基于(u，ρ，ψ)的基本方程 8.4 基于(u，ρ，ψ)的质量耦合对称公式 8.4.1 关于(u，ρ，ψ)的边值问题 8.4.2 基于(u，ρ，ψ)的变分公式 8.4.3 矩阵方程 8.4.4 附加质量矩阵的构成 8.4.5 零特征值干扰解的消除 8.5 不含零特征值干扰解的质量耦合方程 8.5.1 关于(u，ρ，ψ)的边值问题 8.5.2 变分公式 8.5.3 矩阵方程 8.6 基于(u，ρ)的凝缩公式及附加质量算子 8.6.1 ψ的消除及附加质量算子 8.6.2 极值特征 8.6.3 特殊算例 8.6.4 讨论 8.7 基于(u，ρ，ψ)的刚度耦合对称公式 8.7.1 对称形式的矩阵方程 8.7.2 基于(u，ψ)的凝缩矩阵方程 8.7.3 特例 8.8 基于(u，γ，ρ)的对称形式变分公式 8.9 本章小结及开放性问题第9章流固耦合问题的模态减缩 9.1 引言 9.2 考虑重力影响的液弹耦合振动 9.2.1 基于(u，ψ)的变分方程 9.2.2 基于(u，ka)的子结构法(包含质量耦合项) 9.2.3 基于(u，τa)的等效对称形式(包含刚度耦合项) 9.2.4 基于(u，τa)的刚度耦合公式的推导 9.2.5 模态截断效应 9.2.6 完全动态子结构法 9.3 声弹耦合振动 9.3.1 基于(u，ψ)的变分方程 9.3.2 基于(u，ka)的子结构法(包含质量耦合项) 9.3.3 基于(u，τa)的等效对称公式(包含刚度耦合项) 9.3.4 基于(u，τa)的刚度耦合方程的推导 9.3.5 模态截断效应 9.3.6 完全动态子结构法 9.3.7 自由表面流体算例 9.4 本章小结及开放性问题参考文献

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