文章:同轴圆柱振动的粘性理论:流体力和模态附加系数的解析公式

本文讨论了由粘性牛顿流体分离的两个同轴有限长圆柱体的小振幅强迫梁振动。基于流体速度矢量的亥姆霍兹展开，提出了一种新的理论方法，得到了流体力的完整解析表达式，进而得到了模态附加质量和阻尼系数。我们的理论表明，流体力是振动模态的傅里叶谐波的线性组合。线性组合的系数取决于圆柱体的长径比、分离距离和斯托克斯数。因此，线性流体力通常不具有与受迫振动模态相同的形状，因此流体使具有不同波数的振动模态耦合成为可能。与以往的工作相比，本理论考虑了流体的粘性效应，考虑了圆柱的有限长度，不依赖于窄环的假设，并在一个独特的公式中涵盖了欧拉-伯努利梁的所有类型的经典边界条件。对模态附加质量和阻尼系数(自振和交叉振)的理论预测进行了数值验证，考虑了刚性、钉-钉和无夹紧振动。

全文：https://doi.org/10.1115/1.4056910