水中振动结构模拟

摘要

近来，数值技术的发展，使得考虑流，固相互作用问题时可以利用双向模拟技术。这种方法是基于目前固体求解器和流体求解器这两个连续域之间的信息相互传输。本文的研究是由ALSTOM公司发起的，目的在于验证双向模拟方法对于水中部件的动态特性是否有效。本文的验证研究是根据文献中认可的两个试验例子来进行的。其一，是将一个无限大的刚性圆筒封闭在一个装满水的环形空间内，并且根据径向轨迹对振动进行了约束，再根据准二维方法进行求解。其二，研究了完全浸在水中的悬臂板的各阶振动模态，这里求解是通过完整的三维方法来完成的。所采用的方法描述了自由振动时的瞬态模拟，该自由振动具有的初始位移和真空中计算得出的模态是一致的。验证方法是从结构上的一个参考点的瞬时信号开始逐步展开，并可进行伴随运动情况下固有频率的精确计算。对于圆柱筒试验，采用这种方法得到的结果和解析解法得到的结果进行了比较。对于悬臂板，也对实验结果和采用声学数值方法进行了比较。