可渗透圆柱壳与流体耦合作用问题研究

摘要

近些年来，随着科技的迅猛发展，流固耦合在船舶工业、石油工业、国防工业、核动力工业、海洋工业、生物力学等领域有了越来越广泛的应用。本文应用流体力学及弹性力学基本方程，采用相容拉格朗日-欧拉法求解理想流体绕流可渗透圆柱体的变形问题，并对其耦合问题进行了分析，旨在更全面的了解流固耦合的作用效果，为渗透壳的流固耦合问题提供参考，具有重要的理论和实际应用价值。
　　应用弹性力学和流体力学的基本方程，采用相容拉格朗日-欧拉法研究了可渗透圆柱壳在理想流体横向绕流时的弯曲变形及流体压力。假定流体的渗透仅沿变形表面的法线方向，各参数沿壳体表面连续。根据边界条件给出流体势函数的表达式，由相同角度的余弦系数相等得到流体对壳的法向力和切向力。根据求得的作用力给出圆柱壳变形函数表达式，得到可渗透圆柱壳理想流体绕流的变形表达式。
　　通过具体算例与文献结果进行比较，结果吻合较好。所得结果具有较好的通用性，不可渗透圆柱壳理想流体横向绕流变形问题可以看成本文研究内容的特殊情况。经过具体数值的分析与比较，分析了随着渗透性的改变，作用力以及位移分量的变化情况。

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第1章 绪 论

1.1 流固耦合问题简介

1.2 流固耦合问题的发展历史及国内外研究近况

1.3 本课题研究的内容及方法

第2章 弹性力学与流体力学的基本方程

2.1 弹性力学基础知识

2.2 流体力学基本理论

2.3 本章小结

第3章 相容拉格朗日-欧拉法求解可渗透圆柱壳的变形与压力

3.1 初始表面条件的导出

3.2 壳体变形表面的运动学条件和动力学条件

3.3 圆柱壳的可渗透理论

3.4流体对圆柱壳的作用力

3.5圆柱壳的弯曲

3.6本章小结

第4章 算例分析

4.1各参数对变形的影响

4.2 各参数对作用力的影响

4.3 解的验证

4.4结果分析

4.5本章小结

结论

参考文献

攻读硕士学位期间承担的科研任务与主要成果

致谢