首次研究了双频激励下两端固支微弯液压管道的非线性振动,分析了拍振现象发生时管路非线性受迫振动特性。利用广义哈密顿原理建立微曲管道控制方程,使用Galerkin法将非线性偏微分积分方程离散为非线性耦合常微分方程组,采用龙格库塔法数值求解,并用微分求积单元法进行数值验证,得到了微曲管道受迫振动响应。在此基础上,讨论了两个激励频率差值对管道中点受迫振动响应的影响,并分析了系统横向振动在一阶固有频率附近的分岔现象,考察了液压管道的混沌特性。分析结果表明,当两个激励频率相差较小时会出现混沌现象,随着频率差值的减小,管道的混沌区域先增大后减小。这些结论为多频激励下液压管道系统复杂振动的研究提供了理论依据和研究方法。

运用微分求积方法求解两端带有扭转弹簧且弹簧系数均可任意变化的非对称下的轴向运动Timoshenko梁的固有频率。以权系数修改法处理轴向运动Timoshenko梁的混杂边界。研究系统的前两阶固有频率随轴向速度、刚度系数以及弹簧弹性系数变化的情况,并将数值计算结果与半解析半数值的研究结果进行比较,结果表明,数值计算结果与半解析半数值结果基本吻合。

越来越多的“晃车”现象凸显了明确车体姿态变化与列车气动性能之间的关系对于确保高速列车运行安全至关重要。但是,目前关于这个问题的相关信息较少。因此,本研究通过改进延迟分离涡数值模拟方法(IDDES)研究了车体下心滚摆对高速列车空气动力学性能的影响。结果表明,车体侧滚对转向架的气动性能有显著影响,车体侧滚会使转向架的侧向力和摇头力矩明显增大,进而加剧高速列车的运行不稳定性。此外,车体侧滚引起的转向架两侧纵向压力分布不均是导致转向架摇头力矩增大的主要原因。同时,尾涡也受到车体侧滚的影响发生了垂向的抖动。

计算流体力学在航空航天领域正发挥着越来越重要的作用,但传统串行计算和小规模并行计算由于其规模和速度的限制,计算精度和计算效率难以满足实际工程要求。在超级计算机上应用计算流体力学软件CFD++,依次对串列双圆柱、30P30N高升力多段翼和翼身组合体的气动力进行大规模并行模拟,输出各种气动条件下的表面压力系数、升力系数和阻力系数,并将模拟结果与实验结果相比较。对比结果显示模拟结果与实验结果相符合,准确地模拟了各类复杂流动,可以对大规模高性能计算进行性能评估,获得较好的并行效率和加速比。

现实中理想的笔直管道是不可能存在的,由制造缺陷或者使役过程中的蠕变引起的初始位形会对液压管道系统的动力学特性产生较大影响。本文首次研究了两端固定约束下液压管道初始形状的影响,利用广义Hamilton原理建立系统动力学模型,并且基于该模型研究了管道势能随初始形状的变化。结果表明,初始形状使得系统势能曲线变得非对称,但系统依然是单稳态的,这与屈曲管道的性质不同。初始形状同样对系统的固有频率有较大影响,它硬化了一阶频率刚度。当初始形状高度超过一个临界值时,初始形状高度对该刚度不再产生影响。与此相反,二阶固有频率在初始形状高度较小时不受其影响,但是当初始形状高度超过临界值时,二阶频率开始增加。此外,由于初始形状的存在,系统动力学方程中产生了平方非线性,它使得系统响应远比理想笔直管道复杂。尽管通过...