Для цитирования:
Могилевич Л. И., Блинков Ю. А., Иванов С. В. Волны деформации в двух соосных кубически нелинейных цилиндрических оболочках с вязкой жидкостью между ними // Известия вузов. ПНД. 2020. Т. 28, вып. 4. С. 435-454. DOI: 10.18500/0869-6632-2020-28-4-435-454
Волны деформации в двух соосных кубически нелинейных цилиндрических оболочках с вязкой жидкостью между ними
Тема и цель исследования. В данной статье исследуются продольные волны деформации в физически нелинейных соосных упругих оболочках, содержащих вязкую несжимаемую жидкость между ними. Учтено влияние на амплитуду и скорость волны инерции движения жидкости и окружающей среды, а также демпфирующие свойства конструкционных материалов, из которых выполнены волноводы, то есть конструкционное демпфирование. Методами качественного анализа невозможно исследовать модели волн деформаций в случае заполнения оболочек вязкой несжимаемой жидкостью и при наличии конструкционного демпфирования в продольном направлении. Это приводит к необходимости применения численных методов. Методы. Для построения математической модели явления применяется асимптотический метод двухмасштабных разложений. Численное исследование модели, построенной в ходе данной работы, проводится с использованием разностной схемы для уравнения, аналогичной схеме Кранка– Николсона для уравнения теплопроводности. Результаты. При отсутствии влияния конструкционного демпфирования в продольном направлении, скорость и амплитуда волны не меняются. Движение происходит в отрицательном направлении. Это означает, что скорость движения дозвуковая. Результат вычислительного эксперимента совпадает с точным решением, следовательно, разностная схема и разрешающие уравнения адекватны. При наличии вязкой несжимаемой жидкости между оболочками происходит перекачка энергии между ними. Наличие окружающей среды увеличивает скорость движения волны во внешней оболочке, а конструкционное демпфирование в нормальном направлении уменьшает скорость движения волны во внешней оболочке. Конструкционное демпфирование в продольном направлении приводит к уменьшению амплитуды волны.
- Землянухин А.И., Могилевич Л.И. Нелинейные волны деформаций в цилиндрических оболочках // Изв. вузов. ПНД. 1995. Т. 3, № 1. С. 52–58.
- Ерофеев В.И., Клюева Н.В. Солитоны и нелинейные периодические волны деформации в стержнях, пластинах и оболочках (обзор) // Акустический журнал. 2002. Т. 48, № 6. С. 725–740.
- Землянухин А.И., Могилевич Л.И. Нелинейные волны в неоднородных цилиндрических оболочках: Новое эволюционное уравнение // РАН. Акустический журнал. 2001. Т. 47, № 3. С. 359–363.
- Zemlyanukhin A.I., Andrianov I.V., Bochkarev A.V., Mogilevich L.I. The generalized Schamel equation in nonlinear wave dynamics of cylindrical shells // Nonlinear Dyn. 2019. Vol. 98, no. 1. DOI:10.1007/s11071-019-05181-5
- Nariboli G.A.. Nonlinear longitudiinal waves in elastic rods // Journal of Mathematical and Physical Sciences. 1970. Vol. 4. P. 64–73.
- Nariboli G.A., Sedov A. Burgers’s – Korteveg–de Vries equation for viscoelastic rods and plates // Journal of Mathematical Analysis and Applications. 1970. Vol. 32. P. 661–677.
- Агеев Р.В., Кузнецова Е.Л., Куликов Н.И., Могилевич Л.И., Попов В.С. Математическая модель движения пульсирующего слоя вязкой жидкости в канале с упругой стенкой // Вестник Пермского национального исследовательского политехнического университета. Механика. 2014. № 3. С. 17–35
- Лекомцев С.В. Конечно-элементные алгоритмы расчета собственных колебаний трехмерных оболочек // Вычислительная механика сплошных сред. 2012. Т. 5, № 2. С. 233–243.
- Бочкарев С.А., Матвеенко В.П. Устойчивость коаксиальных цилиндрических оболочек, содержащих вращающийся поток жидкости // Вычислительная механика сплошных сред. 2013. Т. 6, № 1. С. 94–102.
- Вольмир А.С. Оболочки в потоке жидкости и газа: Задачи гидроупругости. М.: Наука, 1979. С. 320.
- Андрейченко К.П., Могилевич Л.И. О динамике взаимодействия сдавливаемого слоя вязкой несжимаемой жидкости с упругими стенками // Изв. АН СССР. МТТ. 1982. № 2. С. 162–172.
- Блинков Ю.А., Иванов С.В., Могилевич Л.И. Математическое и компьютерное моделирование нелинейных волн деформаций в оболочке, содержащей вязкую жидкость // Вестник РУДН. Серия: Математика. Информатика. Физика. 2012. Т. 3. С. 52–60.
- Блинков Ю.А., Ковалева И.А., Могилевич Л.И.. Моделирование динамики нелинейных волн в соосных геометрически и физически нелинейных оболочках, содержащих вязкую несжимаемую жидкость между ними // Вестник РУДН. Серия: Математика. Информатика. Физика. 2013. Т. 3. С. 42–51.
- Блинков Ю.А., Месянжин А.В., Могилевич Л.И. Распространение нелинейных волн в соосных физически нелинейных цилиндрических оболочках, заполненных вязкой жидкостью // Вестник РУДН. Серия: Математика, информатика, физика. 2017. Т. 25, № 1. С. 19–35. DOI:10.22363/2312-9735-2017-25-1-19-35.
- Блинков Ю.А., Евдокимова Е.В., Могилевич Л.И., Ребрина А.Ю. Моделирование волновых процессов в двух соосных оболочках, заполненных вязкой жидкостью и окружённых упругой средой // Вестник РУДН. Серия МИФ. 2018. № 3, С. 203–215.
- Самарский А.А., Михайлов А.П. Математическое моделирование: Идеи. Методы. Примеры. Изд. 2, испр. М.: Физматлит, 2001. С. 320.
- Samarskii A.A. The Theory of Difference Schemes. New York, Marcel Dekker, 2001.
- Горохов В.А., Казаков Д.А., Капустин С.А., Чурилов Ю.А. Алгоритмы численного моделирования процессов деформирования и разрушения конструкций в рамках соотношений механики поврежденной среды // Вестник Пермского национального исследовательского политехнического университета. Механика. 2016. № 4. С. 86–105. DOI: 10.15593/perm.mech/2016.4.06
- Blinkov Yu.A., Mozzhilkin V.V. Generation of difference schemes for the burgers equation by constructing Grobner bases // Programming and Computer Software. 2006. Vol. 32, no. 2. P. 114–117.
- Ильюшин А.А. Механика сплошной среды. М.: Изд-во МГУ, 1990. 310 с.
- Овчаров А.А., Брылев И.С. Математическая модель деформирования нелинейно упругих подкрепленных конических оболочек при динамическом нагружении // Современные проблемы науки и образования. 2014. № 3. URL: http://www.science-education.ru/ru/article/viewid=13235
- Каудерер Г. Нелинейная механика. М.: Издательство иностранной литературы, 1961. 778 с. (стр. 77, 727–729).
- Фельдштейн В.А. Упруго пластические деформации цилиндрической оболочки при продольном ударе // Волны в неупругих средах. Кишинев. 1970. С. 199–204.
- Власов В.З., Леонтьев Н.Н. Балки, плиты и оболочки на упругом основании. М.: Гос. изд. физ.-мат. литературы, 1960. 490 с.
- Михасев Г.И., Шейко А.Н. О влиянии параметра упругой нелокальности на собственные частоты колебаний углеродной нанотрубки в упругой среде // Труды БГТУ. Минск: БГТУ. 2012. Т. 153. № 6. C. 41–44.
- 1721 просмотр