多體系統(tǒng)流固耦合動(dòng)力學(xué)
定 價(jià)：129 元
- 作者：陳東陽(yáng)、葉鵬程、黃橋高、施瑤 著
- 出版時(shí)間：2025/11/1
- ISBN：9787122471451
- 出 版 社：化學(xué)工業(yè)出版社
- 中圖法分類：O351.2
- 頁(yè)碼：344
- 紙張：
- 版次：01
- 開(kāi)本：16開(kāi)精
本書深入探討了復(fù)雜多剛?cè)狁詈舷到y(tǒng)裝備中的流固耦合動(dòng)力學(xué)問(wèn)題，內(nèi)容涵蓋柔性柱體結(jié)構(gòu)、海洋立管、風(fēng)力機(jī)以及水下航行器操舵系統(tǒng)等多剛?cè)狁詈舷到y(tǒng)的線性與非線性流固耦合動(dòng)力學(xué)，以及基于多體系統(tǒng)傳遞矩陣法的最新理論成果及利用計(jì)算流體力學(xué)和有限元方法解決傳統(tǒng)流固耦合問(wèn)題的技術(shù)手段。本書通過(guò)將理論知識(shí)與實(shí)際工程項(xiàng)目緊密結(jié)合，并輔以大量真實(shí)案例分析，使讀者能夠更加直觀地理解相關(guān)概念和技術(shù)應(yīng)用，掌握當(dāng)前流固耦合動(dòng)力學(xué)領(lǐng)域的最新發(fā)展動(dòng)態(tài)及其在工程實(shí)踐中的具體應(yīng)用方法。對(duì)于部分算例，本書還提供了相應(yīng)的軟件二次開(kāi)發(fā)代碼及MATLAB 仿真程序，便于讀者進(jìn)行實(shí)際操作練習(xí)。
本書適合力學(xué)、海洋工程、航空航天工程等領(lǐng)域科研技術(shù)人員及相關(guān)高等院校師生參考。
陳東陽(yáng)，墨爾本理工大學(xué)航空工程學(xué)院訪問(wèn)學(xué)者、江蘇省科技副總、西北工業(yè)大學(xué)，職稱是副教授，博導(dǎo)。 職務(wù)是綠色船舶與海工平臺(tái)研究所副所長(zhǎng)。 研究方向?yàn)榱鞴恬詈蟿?dòng)力學(xué)、振動(dòng)控制。主要從事尾舵非線性多體系統(tǒng)流固耦合動(dòng)力學(xué)、風(fēng)力機(jī)柔塔渦振控制、海洋軟管渦振控制、水下發(fā)射、氣動(dòng)彈性、氣動(dòng)熱、飛行器起飛/分離流場(chǎng)、耦合振動(dòng)傳遞路徑等方面的研究。主持國(guó)家自然科學(xué)基金、江蘇省自然科學(xué)基金以及國(guó)防基礎(chǔ)科研、海軍裝備型號(hào)預(yù)研合作等項(xiàng)目7項(xiàng)；在《Oceanengineering》《Nonlineardynamics》《Journaloffluidsandstructures》《力學(xué)學(xué)報(bào)》等行業(yè)內(nèi)期刊上發(fā)表SCI、EI檢索論文37篇。
第1章 多體系統(tǒng)流固耦合問(wèn)題概述 001
1.1 柔性柱體系統(tǒng)渦激振動(dòng)與控制研究進(jìn)展 003
1.2 風(fēng)力機(jī)多體系統(tǒng)橫風(fēng)向渦激振動(dòng)研究進(jìn)展 008
1.3 海洋立管多體系統(tǒng)渦激振動(dòng)研究進(jìn)展 011
1.4 深海超大型航行器舵驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)水彈性振動(dòng)研究進(jìn)展 014
1.5 多體系統(tǒng)流固耦合研究存在的問(wèn)題及解決方法 017
第2章 多體系統(tǒng)流固耦合問(wèn)題的基本理論與方法 019
2.1 概述 019
2.2 多體系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)求解方法 020
2.2.1 多體系統(tǒng)傳遞矩陣法（MSTMM）基本理論 020
2.2.2 有限元法（FEM）基本理論 024
2.3 流體載荷求解方法 028
2.3.1 Theodorsen 非定常流體理論 028
2.3.2 Van der Pol 尾流振子模型 031
2.3.3 計(jì)算流體力學(xué)（CFD）理論 033
2.4 流固耦合問(wèn)題研究的基本方法 039
2.5 本章小結(jié) 040
第3章 二元多體耦合結(jié)構(gòu)渦激振動(dòng)特征與渦振應(yīng)用 041
3.1 概述 041
3.2 二維彈性支撐柱體渦激振動(dòng)（VIV）動(dòng)力學(xué)模型 042
3.2.1 基于Van der Pol 尾流振子模型的彈性支撐柱體VIV 模型 042
3.2.2 基于CFD 模型的彈性支撐柱體VIV 建模與二次開(kāi)發(fā) 045
3.3 二維彈性支撐柱體VIV 機(jī)理 049
3.3.1 基于Van der Pol 模型的彈性支撐柱體VIV 模型計(jì)算結(jié)果 049
3.3.2 基于CFD 模型的彈性支撐柱體VIV 模型計(jì)算結(jié)果 050
3.4 安裝NES 的二維彈性支撐柱體渦激振動(dòng)減振 056
3.4.1 NES 簡(jiǎn)介 056
3.4.2 基于Van der Pol 尾流振子模型的R-NES 減振 057
3.4.3 基于CFD 模型的T-NES 減振 066
3.4.4 基于Van der Pol 尾流振子模型的T-NES 渦振控制 074
3.5 翼型-渦振圓柱多體耦合結(jié)構(gòu)渦激振動(dòng)特征及翼型流動(dòng)控制 079
3.5.1 翼型-渦振圓柱多體耦合結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)建模 079
3.5.2 多渦振圓柱-翼型多體耦合結(jié)構(gòu)流動(dòng)控制仿真分析 083
3.5.3 翼型尾流干涉下柱體渦激振動(dòng)與控制動(dòng)力學(xué)建模 094
3.5.4 翼型尾流干涉下柱體渦激振動(dòng)與控制仿真結(jié)果分析 097
3.6 剛性連接四柱體耦合結(jié)構(gòu)渦激振動(dòng)特征及流動(dòng)控制 116
3.6.1 剛性連接四柱體耦合結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)建模 116
3.6.2 剛性連接四柱體耦合結(jié)構(gòu)流動(dòng)仿真分析 117
3.6.3 剛性連接四柱體耦合結(jié)構(gòu)流動(dòng)控制仿真分析 124
3.7 非線性彈簧支撐柱體結(jié)構(gòu)渦激振動(dòng)特征及流動(dòng)控制 132
3.7.1 非線性彈簧支撐柱體結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)建模 132
3.7.2 非線性彈簧支撐柱體結(jié)構(gòu)流動(dòng)仿真分析 132
3.8 本章小結(jié) 147
第4章 風(fēng)力機(jī)多體耦合結(jié)構(gòu)渦激振動(dòng)與控制 148
4.1 概述 148
4.2 三維風(fēng)力機(jī)多體系統(tǒng)渦激振動(dòng) 148
4.2.1 基于MSTMM 的風(fēng)力機(jī)葉輪結(jié)構(gòu)建模 148
4.2.2 風(fēng)力機(jī)柔塔（塔筒）動(dòng)力學(xué)建模 165
4.2.3 基于MSTMM 的風(fēng)力機(jī)整機(jī)結(jié)構(gòu)建模 169
4.3 T-NES 作用下的三維柔性風(fēng)力機(jī)柔塔系統(tǒng)渦激振動(dòng)減振 179
4.3.1 T-NES 作用下的柔塔動(dòng)力學(xué)建模 179
4.3.2 T-NES 對(duì)三維柔塔渦激振動(dòng)的影響 185
4.4 本章小結(jié) 188
第5章 海洋立管多體系統(tǒng)渦激振動(dòng)與控制 190
5.1 概述 190
5.2 三維RTP 立管渦激振動(dòng) 191
5.2.1 RTP 立管物理模型簡(jiǎn)化 191
5.2.2 RTP 立管動(dòng)力學(xué)特性建模 192
5.2.3 RTP 立管動(dòng)力學(xué)方程 194
5.2.4 RTP 立管振動(dòng)特性及渦激振動(dòng)模型驗(yàn)證 195
5.2.5 RTP 立管渦激振動(dòng)特性分析 196
5.3 螺旋列板渦激抑制裝置的動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)方法 199
5.3.1 計(jì)算模型與設(shè)計(jì)方法 199
5.3.2 螺旋列板的設(shè)計(jì)及相關(guān)參數(shù) 200
5.3.3 模型驗(yàn)證 202
5.3.4 仿真結(jié)果分析 204
5.4 安裝螺旋列板的三維海洋立管渦激振動(dòng)減振 214
5.4.1 基于CFD/FEM 雙向耦合的立管渦激振動(dòng)模型驗(yàn)證 214
5.4.2 安裝有螺旋列板的立管渦激振動(dòng)響應(yīng) 217
5.5 RTP 輸流管道的穩(wěn)定性 220
5.5.1 RTP 輸流管道的動(dòng)力學(xué)方程 220
5.5.2 復(fù)合材料經(jīng)典層合板理論 225
5.5.3 基于MSTMM 的RTP 振動(dòng)特性 228
5.5.4 RTP 穩(wěn)定性分析 239
5.6 本章小結(jié) 244
第6章 水下航行器舵系統(tǒng)振動(dòng)特性仿真方法與結(jié)果分析 246
6.1 概述 246
6.2 基于MSTMM 的舵系統(tǒng)建模 246
6.2.1 彎扭耦合梁建模 247
6.2.2 舵系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)模型 250
6.3 舵系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)參數(shù)確定方法 258
6.3.1 舵系統(tǒng)FEM 建模 258
6.3.2 基于FEM 的模型驗(yàn)證分析 259
6.3.3 基于FEM 的舵系統(tǒng)網(wǎng)格無(wú)關(guān)性驗(yàn)證 260
6.3.4 舵系統(tǒng)彎曲、扭轉(zhuǎn)剛度參數(shù)獲取 262
6.4 基于MSTMM 的舵系統(tǒng)振動(dòng)特性仿真結(jié)果 264
6.5 本章小結(jié) 267
第7章 二元系統(tǒng)顫振模型仿真方法與結(jié)果分析 268
7.1 概述 268
7.2 二維懸臂彎扭耦合梁線性仿真 268
7.2.1 二維懸臂彎扭耦合梁建模 268
7.2.2 V -g 法作模型驗(yàn)證 272
7.3 三維懸臂彎扭耦合梁線性仿真 274
7.3.1 三維懸臂彎扭耦合梁建模 274
7.3.2 V -g 法作模型驗(yàn)證 277
7.4 懸臂彎扭耦合梁非線性顫振仿真 280
7.4.1 懸臂梁系統(tǒng)建模 280
7.4.2 仿真結(jié)果分析 286
7.5 考慮氣動(dòng)力非線性的懸臂梁顫振仿真 288
7.5.1 懸臂梁顫振運(yùn)動(dòng)建模 288
7.5.2 仿真結(jié)果分析 292
7.6 懸臂彎扭耦合梁的超聲速仿真 293
7.6.1 超聲速顫振運(yùn)動(dòng)建模 293
7.6.2 仿真結(jié)果分析 296
7.7 本章小結(jié) 297
第8章 水下航行器舵系統(tǒng)線性、非線性水彈性仿真 299
8.1 概述 299
8.2 基于MSTMM 的舵系統(tǒng)水彈性計(jì)算 300
8.2.1 基于MSTMM 的舵系統(tǒng)線性顫振模型頻域分析 300
8.2.2 基于MSTMM 的舵系統(tǒng)線性顫振模型時(shí)域分析 302
8.2.3 模型驗(yàn)證 303
8.2.4 基于MSTMM 的舵系統(tǒng)水彈性計(jì)算結(jié)果分析 308
8.3 結(jié)構(gòu)參數(shù)和間隙非線性對(duì)舵系統(tǒng)水彈性的影響規(guī)律 313
8.3.1 基于MSTMM 的舵系統(tǒng)二元顫振模型建模方法和參數(shù)獲取 313
8.3.2 舵系統(tǒng)的二元顫振模型建模 316
8.3.3 舵系統(tǒng)二元顫振模型建模合理性驗(yàn)證 319
8.3.4 計(jì)算結(jié)果討論 326
8.4 全三維舵系統(tǒng)非線性顫振建模與仿真分析 332
8.5 本章小結(jié) 335
參考文獻(xiàn) 336
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