轴向流中悬臂圆柱体的稳定性分析

摘要

研究了轴向流中悬臂圆柱体的稳定性和动力学特性。用悬臂梁的振型函数和Galerkin方法导出了四阶离散化方程。讨论了当末端曲面是抛物面时流速(u)、末端形状参数(f)等参数对系统稳定性的影响。在u-f参数平面上给出了系统稳定性区域图和各区域中的动态行为。在f固定在某一较高值时，随着u从零开始逐渐增加，系统稳定性和动态行为依次发生如下变化：(1)按一阶振型发散失稳；(2)系统恢复稳定；(3)按二阶振型颤振失稳；(4)按二阶和三阶振型颤振失稳；(5)二阶振型颤振消失，系统只发生三阶振型颤振；(6) 系统再一次发散失稳，然后发生更为复杂的动态行为。