بررسی اثر سطح خیس شده پوسته استوانه‌ای بر فرکانس‌های ارتعاشی در عمق‌های مختلف غوطه‌وری به‌صورت عددی و تجربی | ||
| مکانیک سازه ها و شاره ها | ||
| دوره 11، شماره 6، بهمن و اسفند 1400، صفحه 97-109 اصل مقاله (939.95 K) | ||
| نوع مقاله: مقاله مستقل | ||
| شناسه دیجیتال (DOI): 10.22044/jsfm.2021.10228.3285 | ||
| نویسندگان | ||
| محمد رضا نجفی1؛ سعید محجوب مقدس* 2؛ سید محمد مرتضوی3؛ محمود سالاری4 | ||
| 1دانشجوی دکتری، دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه جامع امام حسین، تهران، ایران | ||
| 2دانشیار، دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه جامع امام حسین، تهران، ایران | ||
| 3کارشناسی ارشد، دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه جامع امام حسین، تهران، ایران | ||
| 4استاد، دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه جامع امام حسین، تهران، ایران | ||
| چکیده | ||
| در پژوهش حاضر، اثر سطح خیس شده پوسته های استوانه‌ای در تماس با آب بر فرکانس های ارتعاشی در عمق‌های مختلف غوطه‌وری به روش های تجربی و عددی بررسی شده است. سه پوسته استوانه‌ای با نسبت قطر به طول متفاوت مورد بررسی قرار گرفتند. هشت نوع حالت مختلف تماس با آب در شبیه‌سازی عددی و آزمون‌های تجربی مورد مقایسه واقع شدند. اثرات عمق غوطه‌وری، تفاوت تماس بیرونی و درونی پوسته با سطح خیس شده یکسان و تأثیر سطح خیس شده یکسان برای پوسته نیمه مغروق در حالت عمودی و افقی مورد ارزیابی قرار گرفت. بررسی‌ها نشان داد که در آغاز غوطه‌وری و در غوطه‌وری کامل، کاهش فرکانسی بصورت ناگهانی است. میزان کاهش فرکانس‌های طبیعی پوسته در دو حالت تماس سطح داخلی و تماس سطح خارجی آن با آب، برابر است و می‌توان فرکانس‌های طبیعی یک پوسته را به‌جای حالت مغروق افقی، در حالت پرشده عمودی به دست آورد. همچنین در مساحت خیس شده برابر، کاهش فرکانسی در حالت افقی بیشتر از حالت عمودی است. | ||
| کلیدواژه‌ها | ||
| سطح خیس؛ پوسته استوانه‌ای؛ ارتعاشات زیرآب؛ فرکانس طبیعی؛ عمق غوطه‌وری | ||
| مراجع | ||
|
[1] Palacios Gomez OF (1970) Vibrations of preloaded cylindrical shells. University of Leicester.
[2] Ugural AC (1999) Stresses in plates and shells. McGraw-Hill Boston.
[3] Goncalves P, Batista R (1987) Frequency response of cylindrical shells partially submerged or filled with liquid. J Sound Vib 59-70.
[4] Maheri M, Severn R (1992) Experimental added-mass in modal vibration of cylindrical structures. Eng Struct 163-175.
[5] Missaoui J, Cheng L, Richard M (1996) Free and forced vibration of a cylindrical shell with a floor partition. J Sound Vib 190(1): 21-40.
[6] Lakis A, Neagu S (1997) Free surface effects on the dynamics of cylindrical shells partially filled with liquid. J Sound Vib 207(2): 175-205.
[7] Jeong K.-H, Kim K.-J. (1998), Free vibration of a circular cylindrical shell filled with bounded compressible fluid. J Sound Vib 217(2): 197-221.
[8] Ergin A, Temarel P (2002) Free vibration of a partially liquid-filled and submerged, horizontal cylindrical shell. J Sound Vib 951-965.
[9] Zhang G, Li T, Zhu X, Yang J, Miao Y (2017) Free and forced vibration characteristics of submerged finite elliptic cylindrical shell. Ocean Eng 129: 92-106.
[10] عیسوند زیبائی مر (1397) تحلیل فرکانس‌های طبیعی یک پوسته استوانه ای ایزوتروپیک چند لایه تقویت شده با سه رینگ تحت فشارهای خارجی بر اساس تئوری مرتبه اول برشی. نشریه علمی مکانیک سازه‌ها و شاره‌ها 246-233 :(3)8.
[11] انصاریان ی، جعفری عا (1396) بررسی ارتعاشات آزاد و اجباری پوسته استوانه‌ای کامپوزیتی محتوی سیال. نشریه علمی مکانیک سازه‌ها و شاره‌ها 109-93 :(2)7.
[12] شاطرزاده ع (1392) تحلیل ارتعاش آزاد پوسته های نیم کره کامپوزیتی دارای برش در راس. نشریه علمی مکانیک سازه‌ها و شاره‌ها 42-33 :(1)3.
[13] همتی ر، طالبی توتی م (1398) بررسی اثر شرایط مرزی، زاویه رأس و جنس هسته بر ارتعاشات آزاد پوسته کوپل مخروطی-مخروطی ساندویچی. نشریه علمی مکانیک سازه‌ها و شاره‌ها 167-180:(4)9.
[14] فایض م، داور ع، اسکندری جم ج، حیدری بنی م (1399) تحلیل ارتعاشات آزاد پوسته استوانه‌ای مشبک کامپوزیتی تقویت شده با نانولوله‌های کربنی با استفاده از تئوری برشی مرتبه اول. نشریه علمی مکانیک سازه‌ها و شاره‌ها 96-77 :(4)10.
[15] محمدی مهر م، قربان پور آرانی ع، روستا ناوی ب (1394) تحلیل ارتعاشات آزاد پانل استوانه‌ای ساخته شده از مواد مدرج تابعی قرار گرفته بر روی بستر الاستیک پاسترناک تحت تأثیر میدان‌های مغناطیسی با استفاده از تئوری برشی مرتبه اول. نشریه علمی مکانیک سازه‌ها و شاره‌ها 163-149 :(1)5.
[16] جعفری نیاسر م، جعفری عا، ایرانی رهقی م (1399) ارتعاشات آزاد پوسته مخروطی مدرج تابعی چرخان با وصله‌های از جنس مواد هوشمند. نشریه علمی مکانیک سازه‌ها و شاره‌ها 140-127 :(2)10.
[17] قناد کهتوئی م، قارونی ح (1393) جابهجایی‌ها و تنش‌ها در پوسته‌های استوانه‌ای توخالی جدار ضخیم چرخان FGM تحت فشار به کمک تئوری تغییر شکل برشی مرتبه سوم. نشریه علمی مکانیک سازه‌ها و شاره‌ها 78-65 :(4)1.
[18] Paak M, Paidoussis M, Misra A (2014) Nonlinear vibrations of cantilevered circular cylindrical shells in contact with quiescent fluid. J Fluids Struct 49: 283-302.
[19] Naumova N, Ivanov D, Voloshinova T, Ershov B (2015) Mathematical modelling of cylindrical shell vibrations under internal pressure of fluid flow. In Mechanics-Seventh Polyakhov's Reading International Conference.
[20] Bochkarev S, Lekomtsev S, Matveenko V (2015) Natural vibrations of loaded noncircular cylindrical shells containing a quiescent fluid. Thin Wall Struct 90: 12-22.
[21] Rahmanian M, Firouz-Abadi R, Cigeroglu E (2017) Dynamics and stability of conical/cylindrical shells conveying subsonic compressible fluid flows with general boundary conditions. Int J Mech Sci 120: 42-61.
[22] Guo W, Li T, Zhu X, Miao Y, Zhang G (2017) Vibration and acoustic radiation of a finite cylindrical shell submerged at finite depth from the free surface. J Sound Vib 393: 338-352.
[23] Wang P, Li T, Zhu X (2017) Free flexural vibration of a cylindrical shell horizontally immersed in shallow water using the wave propagation approach. Ocean Eng 142: 280-291.
[24] Guo W, Li T, Zhu X, Miao Y (2018) Sound-structure interaction analysis of an infinite-long cylindrical shell submerged in a quarter water domain and subject to a line-distributed harmonic excitation. J Sound Vib 422: 48-61.
[25] Askari E, Jeong KH (2010) Hydroelastic vibration of a cantilever cylindrical shell partially submerged in a liquid. Ocean Eng 37: 1035-1027.
[26] Tatsuzo K, Mutsumi T (1990) Breathing vibrations of a liquid-filled circular cylindrical shell. Int J Solids Struct 1005-1015.
[27] Shariati SK, Mogadas SM (2011) Vibration analysis of submerged submarine pressure hull. J Vib Acoust 133(1): 11-13.
[28] Zienkiewicz OC (1969) Coupled vibrations of a structure submerged in a compressible fluid. In Proc. of Symposium on Finite Element Techniques held at the University of Stuttgart.
[29] Zienkiewicz O, Taylor R (2000) The finite element method. Butterworth Heinemann, Oxford, Auckland, Boston, Johannesburg, Melbourne, New Delhi.
[30] Paidoussis MP (1998) Fluid-structure interactions: Slender structures and axial flow.Academic press. | ||
|
آمار تعداد مشاهده مقاله: 1,053 تعداد دریافت فایل اصل مقاله: 751 |
||