【摘 要】
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流固耦合问题从学科上涉及流体力学、固体力学、动力学、计算力学等学科;从工程技术上涉及不同领域,如航空、航天、船舶、海洋、机械、核动力、生物工程。其研究问题十分广泛,特
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流固耦合问题从学科上涉及流体力学、固体力学、动力学、计算力学等学科;从工程技术上涉及不同领域,如航空、航天、船舶、海洋、机械、核动力、生物工程。其研究问题十分广泛,特别是随着航空、航天的工程中高推动比的要求,使得流固耦合学科更加繁荣。
应用相容拉格朗日-欧拉法,建立了接触面上流体与固体相互作用的运动方程和动力方程,推导了流体弹性力学的分类准则。引入强度连续偶极子群,求得不计重力的无旋理想流体的刚性圆锥薄壳无攻角绕流问题的解。进而求得定常流体作用下非流体支撑弹性圆锥薄壳应力与变形问题级数形式的解析解,并进行数值模拟。
介绍一般情况下壳体的几何非线性基本方程以及圆锥壳的基本方程,流体力学的基本方程和建立在相容拉格朗日-欧拉法基础上的接触条件。并介绍了对流固耦合问题分类的准则,且阐述了对接触条件的化简的意义。
从解积分方程的角度求得圆锥体的绕流问题。据流体力学中的奇点法,引入偶极子来模拟绕圆锥流动问题,并为级数形式求解打下基础。
根据非线性流体弹性力学分类准则和对称性,对接触面运动学方程和动力学方程进行了简化。将问题分解为绕刚性圆锥流动和弹性锥壳变形所引起的扰动两部分。应用奇点法中的偶极子理论,引入强度连续偶极子群,求得不计重力的无旋理想流体的刚性圆锥薄壳无攻角绕流问题的解。进而求得定常流体作用下非流体支撑弹性圆锥薄壳应力与变形问题级数形式的解析解。采用ANsYS8.0的流固耦合模块进行数值模拟,验证解的可信性。
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