流体流动中柔性梁由反馈诱发的颤振失稳
流体动力学
2023-02-07 v2 系统与控制
系统与控制
摘要
本文研究轴向流体流动中一端铰支、一端自由的梁，其在铰支端受基于反馈的驱动作用时的行为。该驱动可为力矩或给定角度，且与梁沿长度某点处的状态（曲率、斜率或位移）成正比。所有方程与边界条件项均作无量纲化处理，并在外部流动速度与传感位置的变化范围内研究系统稳定性。对于流动速度与传感位置的每种组合，确定颤振发生时的临界增益（正或负）。对每种驱动与传感模式组合重复此过程，揭示出闭环系统呈现出丰富的稳定性转变集合，每一种均关联于颤振发生时柔性梁上的行波波形。为探索柔性颤振梁在水下推进中的应用，利用细长体理论计算这些波形的效率。通过对行波波形光滑性的考量，进一步获得关于波形效率的见解。
引用
@article{arxiv.2110.14733,
title = {Feedback-Induced Flutter Instability of a Flexible Beam in Fluid Flow},
author = {Sanders Aspelund and Ranjan Mukherjee and Aren Hellum},
journal= {arXiv preprint arXiv:2110.14733},
year = {2023}
}