《流固耦合動力學仿真方法及工程套用》是2021年化學工業出版社出版的圖書，作者是陳東陽、劉飛飛、肖清。
基本介紹
- 書名：流固耦合動力學仿真方法及工程套用
- 作者：陳東陽、劉飛飛、肖清
- 出版社：化學工業出版社
- 出版時間：2021年
- 開本：16 開
- ISBN：9787122385987
內容簡介,作者簡介,目 錄,
內容簡介
本書詳細介紹了流固耦合動力學中的若干工程問題，如水下航行器舵系統、海洋立管、風力機柔塔、旋轉彈箭等工程結構的典型流固耦合動力學問題，涉及氣動彈性、水彈性、計算流體力學、結構動力學、多體系統動力學等學科知識。本書不僅介紹了基於商業軟體ANSYS的常規流固耦合方法，而且涵蓋了若干基於多體系統傳遞矩陣法的流固耦合動力學*成果。本書理論與實際工程緊密結合，並配有較多的實際工程算例，部分算例還直接提供了商業軟體二次開發程式、MATLAB仿真程式。本書適合力學、海洋工程、兵器科學與技術、航空航天工程、土木工程等專業的高年級本科生、研究生和相關領域的工程技術人員使用。
作者簡介
陳東陽，碩士研究生導師，墨爾本皇家理工大學航空工程學院訪問學者，仿真秀平台優秀專欄作者。長期從事流固耦合動力學、振動控制、流動控制與減振降噪研究。主持包括國家自然科學基金在內的縱/橫向項目十餘項、發表SCI、EI等期刊檢索論文39篇、授權/受理專利27項、獲得軟體著作權8項。在仿真秀平台開設流固耦合動力學仿真與工程套用等課程。
目 錄
第1章 流固耦合工程問題概論1
1.1 流固耦合工程問題發展現狀/ 4
1.2 水下航行器舵系統水彈性振動發展現狀/ 6
1.3 海洋立管渦激振動發展現狀/ 8
1.4 風力機柔塔橫風向渦激振動發展現狀/ 11
1.5 旋轉彈箭流固耦合發展現狀/ 13
1.6 柔性結構流固耦合研究存在的問題及解決方法/ 16
第2章 流固耦合問題的基本理論與方法19
2.1 引言/ 19
2.2 多體系統動力學求解方法/ 20
2.2.1 多體系統傳遞矩陣法基本理論/ 20
2.2.2 有限元法（FEM）基本理論/ 26
2.3 流體載荷求解方法/ 30
2.3.1 Theodorsen非定常流體理論/ 30
2.3.2 Van der Pol（范德波爾）尾流振子模型/ 33
2.3.3 計算流體力學（CFD）理論/ 36
2.4 流固耦合問題研究的基本方法/ 43
2.5 本章小結/ 45
第3章 水下航行器舵系統振動特性仿真與分析46
3.1 引言/ 46
3.2 基於MSTMM 的舵系統建模/ 46
3.2.1 彎扭耦合梁建模/ 47
3.2.2 舵系統動力學模型/ 51
3.3 舵系統動力學參數確定方法/ 62
3.3.1 舵系統FEM建模/ 62
3.3.2 基於FEM的模型驗證分析/ 63
3.3.3 基於FEM舵系統格線無關性驗證/ 65
3.3.4 舵系統彎曲、扭轉剛度參數獲取/ 69
3.4 基於MSTMM的舵系統振動特性仿真/ 70
3.5 本章小結/ 75
第4章 水下航行器舵系統水彈性仿真與分析76
4.1 引言/ 76
4.2 基於MSTMM的舵系統水彈性計算/ 77
4.2.1 基於MSTMM的舵系統線性顫振模型頻域分析/ 77
4.2.2 基於MSTMM的舵系統線性顫振模型時域分析/ 80
4.2.3 模型驗證/ 81
4.2.4 基於MSTMM的舵系統水彈性計算/ 87
4.3 結構參數和間隙非線性對舵系統水彈性的影響規律/ 90
4.3.1 基於MSTMM的舵系統二元顫振模型建模方法和參數獲取/ 90
4.3.2 舵系統的二元顫振模型建模/ 94
4.3.3 舵系統二元顫振模型建模合理性驗證/ 98
4.3.4 計算結果分析/ 106
4.4 本章小結/ 113
第5章 柱體結構渦激振動仿真與分析114
5.1 引言/ 114
5.2 二維彈性支撐柱體渦激振動動力學模型/ 115
5.2.1 基於Van der Pol尾流振子模型的彈性支撐柱體VIV 模型/ 116
5.2.2 基於CFD模型的彈性支撐柱體VIV 建模與二次開發/ 119
5.3 二維彈性支撐柱體VIV機理/ 125
5.3.1 基於Van der Pol模型的彈性支撐柱體VIV 模型計算結果/ 125
5.3.2 基於CFD模型的彈性支撐柱體VIV 模型計算結果/ 126
5.4 三維柔性柱體渦激振動/ 132
5.4.1 三維RTP立管渦激振動/ 133
5.4.2 三維風力機塔筒渦激振動/ 142
5.5 本章小結/ 155
第6章 柱體結構渦激振動抑制方法及仿真157
6.1 引言/ 157
6.2 安裝NES的二維彈性支撐柱體渦激振動減振/ 158
6.2.1 NES簡介/ 158
6.2.2 基於Van der Pol尾流振子模型的R-NES減振/ 159
6.2.3 基於CFD模型的T-NES減振/ 170
6.2.4 基於Van der Pol尾流振子模型的T-NES渦振控制/ 180
6.3 安裝螺旋列板的三維海洋立管渦激振動減振/ 187
6.3.1 基於CFD/FEM雙向耦合的立管渦激振動模型驗證/ 187
6.3.2 安裝有螺旋列板的立管渦激振動回響/ 191
6.4 本章小結/ 195
第7章 彈箭單雙向流固耦合仿真與分析196
7.1 引言/ 196
7.2 旋轉彈箭空氣動力學計算/ 197
7.2.1 M910和F4旋轉彈箭計算參數/ 197
7.2.2 計算流場設定/ 199
7.2.3 氣動特性計算公式/ 202
7.2.4 M910和F4旋轉彈箭氣動特性分析/ 203
7.3 火箭彈靜氣動彈性仿真計算/ 210
7.3.1 彈箭法向力分布數值計算/ 210
7.3.2 靜氣動彈性計算/ 212
7.4 火箭彈靜氣動熱彈性仿真計算/ 225
7.4.1 靜氣動熱彈性單向耦合計算方法/ 225
7.4.2 火箭彈靜氣動加熱數值計算/ 227
7.4.3 火箭彈靜氣動熱彈性分析/ 231
7.5 本章小結/ 233
