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郑岩 (郑岩.) | 姚明辉 (姚明辉.) (学者:姚明辉) | 张伟 (张伟.)

摘要:

  输流管广泛应用于工程领域,例如,海洋开采管道、输油管道、管道网络。当流体以临界速度通过管道系统时会激发输流管的非线性振动,进而会引起噪声甚至毁灭性的破坏,因此对输流管的非线性动力学行为进行研究是十分必要的。本文详细研究了悬臂输流管道在简谐外力作用下的多脉冲混沌动力学。考虑管道变形的几何非线性和管道材料的粘弹性本构情况。利用Hamilton原理建立悬臂输流管的非线性动力学方程。研究主参数共振-1/2 亚谐共振和1∶2内共振情况下的非线性动力学行为,运用Galerkin 离散方法和多尺度法得到4维平均方程。运用规范形理论对平均方程进行化简,从而利用广义Melnikov方法研究悬臂输流管的多脉冲同宿轨道和混沌动力学。全局动力学分析表明,在平均方程的扰动相空间中存在多脉冲跳跃轨道。数值分析体现悬臂输流管的平均方程的确存在Shilnikov型多脉冲混沌运动。结果说明脉动流体悬臂输流管存在Smale马蹄意义下的混沌。

关键词:

多脉冲轨道 广义Melnikov方法 悬臂输流管道 混沌动力学

作者机构:

  • [ 1 ] [张伟]北京工业大学机电学院
  • [ 2 ] [郑岩]北京工业大学机电学院
  • [ 3 ] [姚明辉]北京工业大学机电学院

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年份: 2017

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