Nội dung được dịch bởi AI, chỉ mang tính chất tham khảo
Dao động phi tuyến của hệ thống chất lỏng hình trụ không nhớt trong điều kiện không trọng lực
Tóm tắt
Đối với hệ thống chất lỏng hình trụ không trộn lẫn trong một bình hình trụ tròn và một lớp chất lỏng quanh lõi trung tâm cứng bao gồm chất lỏng không nén được và không nhớt, các tần số phi tuyến tự nhiên được xác định, nếu hệ thống nằm trong môi trường không trọng lực. Các tần số được xác định như một hàm của độ cao bề mặt và được trình bày dưới dạng các đường cong xương sống. Kết quả cho thấy, hệ thống chất lỏng không trộn lẫn thể hiện hiệu ứng cứng hóa phụ thuộc vào tỷ lệ chiều dài so với đường kính của cột, tỷ lệ mật độ và tỷ lệ đường kính. Điều này có nghĩa là với sự gia tăng biên độ giao diện, tần số tự nhiên tăng lên trên tần số đã tuyến tính hóa. Giảm tỷ lệ mật độ (mật độ bên trong so với bên ngoài), tăng tỷ lệ đường kính và giảm tỷ lệ kích thước thể hiện tác dụng cứng hóa mạnh mẽ hơn. Đối với một lớp chất lỏng xung quanh lõi trung tâm cứng, hệ thống thể hiện tác động mạnh mẽ hơn, nhưng lại có hành vi mềm hóa, tức là tần số tự nhiên thấp hơn khi biên độ bề mặt chất lỏng tăng. Giảm tỷ lệ kích thước và giảm độ dày lớp cho thấy tác dụng mềm hóa mạnh mẽ hơn, cũng như gia tăng số mode. Gần với bất ổn Rayleigh, hệ thống chất lỏng thể hiện các hiệu ứng phi tuyến cực đoan.
Từ khóa
#hệ thống chất lỏng hình trụ #tần số tự nhiên #hiệu ứng cứng hóa #hiệu ứng mềm hóa #phi tuyến #không trọng lực #bất ổn RayleighTài liệu tham khảo
L. Rayleigh,On the capillary phenomena of jets. Proc. Roy. Soc. London29, 71–97 (1879).
L. Rayleigh,The theory of sound. New York 1945.
H. Lamb,Hydrodynamics. Cambridge University Press, 1932.
H. F. Bauer,Natural damped frequencies of an infinitely long column of immiscible viscous liquids. Forsch. Ing. Wes.49, 117–126 (1983).
H. F. Bauer,Natural damped frequencies of an infinitely long column of immiscible viscous liquids. ZAMM64, 475–490 (1984).
H. F. Bauer,Free surface- and interface oscillations of an infinitely long visco-elastic liquid column. Acta Astronautica13, 9–22 (1986).
W. Eidel,Freie und erzwungene nichtlineare Schwingungen eines reibungsfreien Flüssigkeitstropfens unter Schwerelosigkeit. Ing. Arch.56, 343–350 (1986).
H. F. Bauer and W. Eidel,Non-linear liquid oscillations in spherical systems under zero-gravity. Acta Mech.65, 107–126 (1986).
H. F. Bauer,Non-linear oscillations of axially independent liquid column under zero-gravity environment. Forsch. Ingwes.54, 82–93 (1988).
W. Eidel and H. F. Bauer,Non-linear oscillations of an inviscid liquid column under zero-gravity, Ing. Arch.58, 276–284 (1988).
H. F. Bauer and W. Eidel,Non-linear oscillations of a non-viscous cylindrical liquid system in weightlessness condition, Forschungsbericht der Universität der Bundeswehr München, LRT-WE-9-FB-14, 1987.