|
Эта публикация цитируется в 6 научных статьях (всего в 6 статьях)
МОДЕЛИ В ФИЗИКЕ И ТЕХНОЛОГИИ
Моделирование взаимодействия стенки канала с упругозакрепленным торцевым уплотнением
В. С. Попов, А. А. Попова Саратовский государственный технический университет имени Гагарина Ю. А.,
Россия, 410054, г. Саратов, ул. Политехническая, д. 77
Аннотация:
В работе предложена новая математическая модель для исследования динамики взаимодействия продольной стенки узкого канала с его торцевым уплотнением — торцевой стенкой, имеющей упругое закрепление. В рамках данной модели взаимодействие указанных стенок происходит через слой вязкой жидкости, заполняющей канал, и ранее не исследовалось. Это потребовало постановки и решения задачи гидроупругости. Поставленная задача состоит из уравнений Навье–Стокса, уравнения неразрывности, уравнения динамики торцевой стенки как одномассовой модели и соответствующих краевых условий. На первом этапе задача исследована при ползучем течении. На втором этапе исследования данное ограничение снимается и, при использовании метода итераций, осуществлено обобщение исходной задачи с учетом инерции движения жидкости. Решение сформулированной задачи позволило определить законы распределения скоростей и давления в слое жидкости, а также закон движения торцевой стенки. Показано, что при ползучем течении физические свойства слоя жидкости и геометрические размеры канала полностью определяют демпфирование в рассматриваемой колебательной системе. При этом на демпфирующие свойства слоя жидкости оказывает влияние как скорость движения торцевой стенки, так и скорость движения продольной стенки. Найдены выражения для коэффициентов демпфирования слоя жидкости в продольном и поперечном направлении. При учете сил инерции жидкости выявлено их влияние на колебания торцевой стенки, проявляющиеся в виде двух присоединенных масс в уравнении ее движения. Определены выражения для указанных присоединенных масс. Для режима установившихся гармонических колебаний построены амплитудно-частотные и фазово-частотные характеристики торцевой стенки, учитывающие демпфирующие и инерционные свойства слоя вязкой жидкости в канале. Моделирование показало, что совместный учет инерции движения слоя жидкости в канале и его демпфирующих свойств приводит к сдвигу резонансных частот колебаний в низкочастотную область и возрастанию амплитуд колебаний торцевой стенки.
Ключевые слова:
гидроупругие колебания, торцевая стенка, вязкая жидкость, сильфон, частотные характеристики.
Поступила в редакцию: 28.09.2019 Исправленный вариант: 26.12.2019 Принята в печать: 17.02.2020
Образец цитирования:
В. С. Попов, А. А. Попова, “Моделирование взаимодействия стенки канала с упругозакрепленным торцевым уплотнением”, Компьютерные исследования и моделирование, 12:2 (2020), 387–400
Образцы ссылок на эту страницу:
https://www.mathnet.ru/rus/crm792 https://www.mathnet.ru/rus/crm/v12/i2/p387
|
Статистика просмотров: |
Страница аннотации: | 134 | PDF полного текста: | 24 | Список литературы: | 16 |
|