横向流引起热交换器管道失稳与振动的非线性动力学模型

摘要

建立了分析横向流中管道阵列失稳与非线性振动的一种新动力学模型。和以往的工作相比，本文所给出的振动方程计入了因管道横向变形引起的非线性项，该非线性振动方程可通过Galerkin 方法得以求解。研究表明，基于本文给出的非线性振动方程可预测管道发生Hopf 分岔后的极限环幅值。另外，若管道具有松动支承，则当管道的振动幅值超过松动间隙时会发生强有力的碰撞；数值计算还发现，因管道横向变形引起的非线性因素对系统Hopf分岔后的动力学行为影响不大，从而证实了以往研究工作中忽略该非线性因素的合理性。