تحلیل دینامیک لوله حاوی سیال با حرکت محوری و چرخشی

در این تحقیق، تحلیل دینامیکی لوله حاوی سیال دارای حرکت محوری و چرخشی با در نظر گرفتن شرایط مرزی دو سر مفصل انجام شد. لوله به صورت تیر اویلر برنولی در نظر گرفته شد. در این مدل نیروی ژیروسکوپیک و اثر خروج از مرکز در نظر گرفته شدند. معادلات حرکت با استفاده از اصل همیلتون بدست آمدند و دو معادله حرکت برای حرکت های عرضی بدست آمد. معادلات حرکت بی بعد شده با استفاده از روش گالرکین گسسته سازی شدند و با استفاده از روش رانگ کوتای مرتبه ۱۵s حل شدند. پاسخ فرکانسی سیستم بر حسب سرعت دورانی بی بعد بدست آمد. نمودار های انشعاب برای سرعت دورانی بی بعد لوله، سرعت بی بعدسیال و سرعت بی بعد شده حرکت محوری لوله بدست آمدند و رفتار دینامیکی با استفاده از نگاشت پوانکاره مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان دادند که با افزایش سرعت محوری بی بعد لوله، سرعت بی بعد سیال و همچنین سرعت دورانی بی بعد، پاسخ سیستم افزایش می یابد و پس از عبور از ناحیه بحرانی مقدار پاسخ کاهش می یابد. در ناحیه بحرانی سرعت محوری بی بعد، سیستم به سمت ناپایداری می رود. نگاشت پوانکاره رفتار پریودیک را در برخی از نقاط پارامتر کنترلی در ارتعاشات عرضی تیر نشان می دهد. برای صحه گذاری نتایج از نمودارهای صفحه فاز سیستم و FFT (تبدیل فوریه سریع) استفاده شد.

کلیدواژه ها:

Galerkin’ Method ، Critical Speed ، Control Parameter ، Bifurcation Diagram ، Poincare Portrait ، روش گالرکین ، سرعت بحرانی ، پارامتر کنترلی ، نمودار انشعاب ، نگاشت پوانکاره