旋转输流功能梯度管道刚柔流耦合非线性动力学研究

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    11272254
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    72.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    A0810.流固耦合力学
  • 结题年份:
    2016
  • 批准年份:
    2012
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2013-01-01 至2016-12-31

项目摘要

????.The main aim of this project is to investigate nonlinear dynamics of rigid- flexible-liquid coupling for rotating pipes conveying fluid made of functionally graded materials. Firstly, the linear and nonlinear differential equation of motion or variational expression for the pipes conveying fluid are derived, which are subjected to thermal load and follower damping, pulsating variation of rotating angular velocity and flow speed, nonlinear elastic constraint at any location of the pipe, and considering a second-order coupling item of the pipe deformation which is caused by transverse and lateral bending deformation in the expression of longitudinal deformation. Secondly, the generalized wavelet-differential quadrature method, element-free Galerkin method, wavelet Galerkin method combined with PNF method (Poincaré-Newton-Floquet) and homotopy method are employed respectively in the numerical calculation. Finally, the modal characteristics and stability, parametrically excited vibration, amplitude-frequency characteristics curve in the parameter resonance,more complicated motion and bifurcate phenomenon resulted from coupling flutter instability and divergence instability,and the rigid-flexible- liquid coupling motion bifurcation,periodic, double-periodic, quasi-periodic and chaotic motion of the pipes conveying fluid and nonlinear dynamic behavior and so on are deeply analyzed, and the effect of gradient index of functionally graded materials, environmental temperature variation, rotating angular velocity, flow speed on dynamical characteristics of the pipes conveying fluid are systematically explored. We are sure that research achievements in this project will provide a solid theory basis for dynamic design and safety work of the fluid-conveying pipes with excellent performance, such as designability and high temperature resistant. Therefore, this project has very important theoretical significance and engineering application prospect.
本项目拟对旋转输流功能梯度管道的刚柔流耦合动力学问题,建立受热载荷和随从阻尼作用、旋转角速度和流速脉动变化、非线性弹性约束、以及在轴向位移中计及横向和侧向弯曲变形产生的二次耦合项时的线性和非线性运动微分方程或变分表达式,采用广义小波-微分求积法、无网格Galerkin法、小波-Galerkin法结合PNF法(Poincaré-Newton- Floquet)和同伦算法,分析系统的模态特性和稳定性,参数激励振动,参数共振时的幅频特性曲线,颤振失稳和发散失稳相互耦合而产生的多种复杂的运动和分叉现象,以及刚柔流耦合运动时的分岔,周期、倍周期、概周期运动, 甚至混沌运动等非线性动力学行为,探讨功能梯度材料的梯度指标、环境温度变化、旋转角速度及流速等参数对输流管道动力特性的影响。其研究将为具有可设计和耐高温等优良性能的输流管道的动态设计和安全使用提供理论依据,具有重要的理论意义和工程应用背景。

结项摘要

本项目的研究内容主要有五个方面:(1) 伸展/缩回竖直输流管道的动力学特性;(2)旋转FGM输流管道和旋转变截面输流管道的动态特性(功能梯度材料制成的环形截面梁的自由振动,功能梯度输流管道横向振动的辛方法,热环境中FGM输流管道振动问题的辛方法),旋转FGM等截面和旋转变截面输流管道的振动特性;(3) 旋转输流管道的横向振动主动控制(弹性地基上输流管道主参数共振的主动振动控制,旋转输流管道的横向振动控制,面内平动功能梯度斜板的主动振动控制);(4) 旋转FGM圆环形截面柔性梁、旋转变截面悬臂梁的动态特性和旋转Timoshenko变截面(双线性变化)悬臂梁的双横向弯曲非线性动力学特性;(5) 轴向运动功能梯度系统和旋转圆板的横向振动(运动功能梯度斜板的横向振动,旋转圆板的横向自由振动,随从力作用下矩形薄板的稳定性,形状记忆合金杆的拉-弯非线性变形分析,轴向运动功能梯度Timoshenko梁的稳定性,连铸板坯的粘弹性鼓肚变形的辛几何法分析,计及不同剪切变形的功能梯度材料梁的弯曲分析)。在上述研究范围内,得到了旋转FGM输流管道失稳临界转速、复频率实部和虚部分别随梯度指标和轮毂转速的变化规律以及自由端挠度响应等,其对旋转输流管道系统的工程设计有一定的参考价值。.本项目取得的主要成果有:标注NSFC的论文12篇,其中SCI收录论文5篇(中科院JCR期刊SCI一区1篇,二区2篇,四区2篇),EI收录论文10篇,均为期刊论文;未标注论文4篇,其中SCI收录论文2篇(JCR期刊SCI二区1篇,四区1篇),EI收录论文4篇,均为期刊论文;获2014年度陕西高等学校科学技术二等奖1项;在人才培养方面,项目负责人共指导与本项目研究内容相关的硕士研究生9人,均获硕士学位;指导博士研究生1人,已于2016年12月通过博士学位论文预答辩。

项目成果

期刊论文数量(12)
专著数量(0)
科研奖励数量(1)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Dynamic analysis of a vertically deploying/retracting cantilevered pipe conveying fluid
垂直展开/缩回悬臂式流体输送管道的动态分析
  • DOI:
    10.1016/j.jsv.2015.09.014
  • 发表时间:
    2016-01
  • 期刊:
    Journal of Sound and Vibration
  • 影响因子:
    4.7
  • 作者:
    Huo, Yinlei;Wang, Zhongmin
  • 通讯作者:
    Wang, Zhongmin
Transverse vibrations of moving skew plates made of functionally graded material
由功能梯度材料制成的移动斜板的横向振动
  • DOI:
    10.1177/1077546314563967
  • 发表时间:
    2016-09
  • 期刊:
    Journal of Vibration and Control
  • 影响因子:
    2.8
  • 作者:
    Ruan, Miao;Wang, Zhong-Min
  • 通讯作者:
    Wang, Zhong-Min
Dynamic analysis of a rotating double-tapered cantilever Timoshenko beam
旋转双锥悬臂 Timoshenko 梁的动力学分析
  • DOI:
    10.1007/s00419-015-1084-6
  • 发表时间:
    2016-06
  • 期刊:
    Archive of Applied Mechanics
  • 影响因子:
    2.8
  • 作者:
    Huo, Yinlei;Wang, Zhongmin
  • 通讯作者:
    Wang, Zhongmin
弹性地基上输流管道主参数共振的主动振动控制
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2016
  • 期刊:
    振动与冲击
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    王忠民;邹德志;姜全友
  • 通讯作者:
    姜全友
轴向运动功能梯度梁的横向振动
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2013
  • 期刊:
    机械工程学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    姚晓莎;王忠民;赵凤群
  • 通讯作者:
    赵凤群

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi || "--"}}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year || "--" }}
  • 期刊:
    {{ item.journal_name }}
  • 影响因子:
    {{ item.factor || "--"}}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}

数据更新时间:{{ monograph.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}

数据更新时间:{{ sciAawards.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}

数据更新时间:{{ conferencePapers.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}

数据更新时间:{{ patent.updateTime }}

其他文献

28_穿戴位置无关的手机用户行为识别模型
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2015
  • 期刊:
    计算机应用研究
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    范琳;王忠民
  • 通讯作者:
    王忠民
高速列车制动盘温度场的建模及分析
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2016
  • 期刊:
    应用力学学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    郭静;王忠民;姚晓莎
  • 通讯作者:
    姚晓莎
性能评价形式化方法的现状和发展
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    电子学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    林闯;李雅娟;王忠民
  • 通讯作者:
    王忠民
用无网格法分析带压电层的裂纹板的振动特性
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    振动与冲击
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    王砚;王忠民
  • 通讯作者:
    王忠民
形状记忆合金梁的非线性弯曲变形
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    机械工程学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    商泽进;王忠民
  • 通讯作者:
    王忠民

其他文献

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi || "--" }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year || "--"}}
  • 期刊:
    {{ item.journal_name }}
  • 影响因子:
    {{ item.factor || "--" }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}
empty
内容获取失败,请点击重试
重试联系客服
title开始分析
查看分析示例
此项目为已结题,我已根据课题信息分析并撰写以下内容,帮您拓宽课题思路:

AI项目思路

AI技术路线图

王忠民的其他基金

平动FG柱形壳刚气热弹耦合非线性动力学及其应用研究
  • 批准号:
    11972286
  • 批准年份:
    2019
  • 资助金额:
    56 万元
  • 项目类别:
    面上项目
高速列车制动盘热弹耦合动力学特性研究
  • 批准号:
    11472211
  • 批准年份:
    2014
  • 资助金额:
    75.0 万元
  • 项目类别:
    面上项目
计及随从阻尼的运动粘弹性板非线性动力学研究
  • 批准号:
    10872163
  • 批准年份:
    2008
  • 资助金额:
    29.0 万元
  • 项目类别:
    面上项目

相似国自然基金

{{ item.name }}
  • 批准号:
    {{ item.ratify_no }}
  • 批准年份:
    {{ item.approval_year }}
  • 资助金额:
    {{ item.support_num }}
  • 项目类别:
    {{ item.project_type }}

相似海外基金

{{ item.name }}
{{ item.translate_name }}
  • 批准号:
    {{ item.ratify_no }}
  • 财政年份:
    {{ item.approval_year }}
  • 资助金额:
    {{ item.support_num }}
  • 项目类别:
    {{ item.project_type }}
{{ showInfoDetail.title }}

作者:{{ showInfoDetail.author }}

知道了

AI项目解读示例

课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

        graph TD
          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
关闭
close
客服二维码