Theoretical and experimental studies of vibrations of the solid half-cylinder having a cavity filled with a layered fluid (original) (raw)
2019, Инженерный журнал: наука и инновации
Приведены постановка задачи и результаты исследований динамических характеристик и устойчивости малых колебаний твердого тела, имитирующего космический заправщик, топливный бак которого содержит криогенную жидкость. Отличительной особенностью криогенной жидкости являются низкая температура и различная плотность ее частиц, что значительно усложняет исследование гидродинамических задач. Криогенная жидкость моделировалась с помощью слоев несмешивающихся жидкостей. Получены уравнения плоского движения твердого тела с полостью, содержащей три несмешивающиеся несжимаемые идеальные жидкости. Исследованы области устойчивости движения твердого полуцилиндра с цилиндрической полостью, наполненной тремя несмешивающимися жидкостями. Приведены результаты экспериментального исследования колебаний полуцилиндра с двумя несмешивающимися жидкостями. Ключевые слова: несмешивающиеся несжимаемые идеальные жидкости, механическая система, область устойчивости, собственная частота колебаний, твердое тело Введение. Задача динамики твердых тел, которые имеют полости, наполненные жидкостью,-одна из классических задач механики [1, 2]. Развитие авиации и космонавтики в 1950-80-е гг. дало новый импульс исследованиям, посвященным динамики тел с полостями, частично заполненными жидкостью. Отметим здесь работы К.
Sign up for access to the world's latest research.
checkGet notified about relevant papers
checkSave papers to use in your research
checkJoin the discussion with peers
checkTrack your impact
Related papers
Kinematic features of the boundary layer nearby half-cylindrical cavity on the plate
Вісник Національного технічного університету України «Київський політехнічний інститут» 110 Применение СППР РВ на базе экспертных систем является помощником для оперативного и правильного принятия решения в критических ситуациях на атомных электростанциях. Так как снятие событий с датчиков блоков происходит только через каждые 4с и отображаются в одном кадре, оператору сложно сконцентрировать свое внимание на изменяющийся процесс, и он будет заметен только тогда, когда сработает предварительная сигнализация и время на решение этой проблемы сократится. Поэтому необходимо интенсивное применение СППР в технологических процессах на таких сложных объектах как АЭС для построения и моделирования систем своевременных подсказок оператору и тем самым увеличения времени выхода из критических ситуаций.
Periodic vibrations of reservoir shell with the real shape imperfections under pressure
Strength of Materials and Theory of Structures
The numeral approach to analysis of influence the real shape imperfections on natural and forced periodic vibrations of reservoir shell under pressure was presented. The approach was based on a theory and the methods of structural mechanics and calculable procedures of finite-element software complex NASTRAN. The welded steel reservoir with a variable thickness along its height was investigated. On the manufacted stage, transporting and exploitating the defects of wall shape were formed. The actual radial and angular deviations of the reservoir belts as a result measurements by theodolite were got. Geometry of shell with the real shape imperfections by spline curves and spline surfaces with adding of factual radial and angular rejections to the proper coordinates of points formative shells with an ideal surface was built. Model of reservoir in the form of a cylindrical shell with a three-cornered finite-element net was presented. The limits on the radial and tangential displacements...
Velocity profiles in the boundary layer above the plate with a cavity
В аэродинамической трубе открытого типа проведены термоанемометрические измерения поля скоростей над пластиной с локальным углублением. Исследования выполнены для ламинарного и турбулентного режимов обтекания в диапазоне чисел Рейнольдса по длине пластины (от ее начала до местоположения углубления) 4 · 10 4 ÷ 7 · 10 5 . Представлены профили осредненной продольной скорости и дефекты осредненной и пульсационной составляющих продольной скорости вдоль пластины и над углублением. Показано, что поперечно обтекаемое полуцилиндрическое углубление на плоской поверхности вызывает изменения в структуре пограничного слоя, образуя вблизи пластины области торможения и ускорения набегающего потока. С увеличением скорости обтекания эти области распространяются на всю толщину пограничного слоя. Изменение структуры пограничного слоя порождает дополнительные источники гидродинамического шума, имеющего звуковую и псевдозвуковую природу.
Stress concentration around cavity in elastic half-space
Computational Continuum Mechanics, 2018
Direct numerical simulation of the process of binary alloy separation in a thin non-uniformly heated circular capillary is carried out. The key point of the process under consideration is the assumption of the existence of a thin gas layer between the melt and the capillary wall due to non-wetting condition. Equations of interfacial hydrodynamics are used to describe the effect of separation, which allows us to develop a phenomenological model of the processes at the meltsolid boundary interface for mixtures of liquid metals. The finite difference method in combination with the explicit scheme is used for solving the problem. The calculations have been carried out on the supercomputer "PSU-Kepler" of the Scientific and Educational Center "Parallel and Distributed Calculations" in Perm State National Research University. Velocity and temperature fields, as well as the concentration of melt components in the volume and on the surface, are determined through numerical simulations. The dynamics of the separation process is described in detail. It has been found that the longitudinal temperature gradient and the non-wetting condition on the lateral capillary side generate a downward movement along the external boundary, which, together with adsorption and desorption effects, lead to the formation of volume concentration non-uniformity along the capillary. The temporal evolution of the volume concentrations difference along the capillary observed in experiments is reproduced numerically. The distributions of volume concentrations and the surface phase are studied as a function of both Marangoni number and adsorption-desorption coefficients. Concentration differences for alloy components are studied in relation to the capillary length. It has been shown that an increase in the capillary length leads to the strengthening of the separation effect. The qualitative and quantitative comparison of most characteristics demonstrates that the calculated data are in good agreement with the numerical results of the plane problem considered earlier and with the available experimental data. Numerical experiments show that the movement in the surface layer is quite intensive. The heavy component is transported by the convection flow towards the lower part of the capillary so that its concentration increases by the order of magnitude on the 1/8 part of the capillary surface.
2015
The paper considers flexural vibrations of a circular plate with a central round portion of lesser thickness and attached distributed mass. The equation is used that determines the shape of axisymmetric flexural vibrations in a plate with uniform thickness. It has been found that the lower wave numbers are reduced as the thickness of the central portion in the plate de- creases and the magnitude of the attached distributed mass grows. Using three natural fre- quencies of flexural vibrations, it is possible to determine the radius, the thickness of the thinned central portion in the plate and the magnitude of the attached distributed mass.
Loading Preview
Sorry, preview is currently unavailable. You can download the paper by clicking the button above.