کد مقاله کد نشریه سال انتشار مقاله انگلیسی نسخه تمام متن
5017385 1466573 2017 18 صفحه PDF دانلود رایگان
عنوان انگلیسی مقاله ISI
Nonlinear oscillations of shape-morphing submerged structures: Control of hydrodynamic forces and power dissipation via active flexibility
ترجمه فارسی عنوان
نوسانات غیر خطی ساختارهای غوطه ور شکل شکل: کنترل نیروهای هیدرودینامیکی و انحلال قدرت از طریق انعطاف پذیری فعال
کلمات کلیدی
ترجمه چکیده
در این مقاله، ما در نظر نوسانات غیر خطی یک صفحه شکل مورفین فرو می ریزیم در یک سیال جاذب نیوتنی، مایع غلیظ. ما مسئله دو بعدی را که ناشی از دو حرکت مجدد دوره ی همزمان مجدد صفحه است بررسی می کنیم: یک نوسان سفت و سخت در امتداد جهت عرضی آن به شکل تغییر شکل شکل به یک قوس دایره با حداکثر انحنای تجویز شده تجدید شده است. در مقایسه با ادبیات موجود در رابطه با ساختار انعطاف پذیر انعطاف پذیر، این مطالعه بر روی تغییر شکل های فعال در ساختار ساختار به عنوان وسیله ای برای دستکاری الگوهای گرد و غبار و کنجکاوی مسئول نیروهای هیدرودینامیکی و از بین رفتن قدرت در نوسانات زیر آب تمرکز می کند. پتانسیل استراتژی شکل دهنده ی پیشنهاد شده را در تنظیم مقادیر جرم افزوده شده و امپدانس همراه با انحلال قدرت هیدرودینامیکی هر دو در حالت خطی و غیر خطی هیدرودینامیکی، با استفاده از فرمول انتگرال خطی و همچنین شبیه سازی دینامیکی سیگنال محاسباتی، توضیح می دهیم. نتایج به دست آمده نشان می دهد که امکان کاهش قدرت تخریب قدرت هیدرودینامیکی برای مقادیر مطلوب انحنای اعمال شده همراه با کاهش قابل توجه نیروهای هیدرودینامیکی. یک استدلال نیمهالی ساده ساده، این اثرات جدید را به خواص هندسی خاص حرکت حرکتی مرتبط می کند. یافته های این مطالعه به طور مستقیم مربوط به سیستم های سنجش و عملگرایی مبتنی بر کنترول در مایعات است که در آن کنترل و مدولاسیون عوامل کیفی نوسان، نیروهای هیدرودینامیکی و تلفات قدرت مفید است.
موضوعات مرتبط
مهندسی و علوم پایه سایر رشته های مهندسی مهندسی مکانیک
پیش نمایش مقاله
نوسانات غیر خطی ساختارهای غوطه ور شکل شکل: کنترل نیروهای هیدرودینامیکی و انحلال قدرت از طریق انعطاف پذیری فعال
چکیده انگلیسی
In this paper, we consider nonlinear oscillations of a shape-morphing plate submerged in a quiescent, Newtonian, viscous fluid. We investigate the two-dimensional problem arising from two prescribed concurrent periodic motions of the plate: a rigid oscillation along its transverse direction coupled to a shape-morphing deformation to an arc of a circle with prescribed maximum curvature. As opposed to existing literature concerned with passive flexible structures, this study focuses on actively prescribed deformations of the structure as a means to manipulate the vortex-shedding and convection patterns responsible for hydrodynamic forces and power dissipation during underwater oscillations. We elucidate the potential of the proposed shape-morphing strategy in regulating the added mass and damping effects along with the hydrodynamic power dissipation both in the linear and nonlinear hydrodynamic regime, by utilizing a linear boundary integral formulation as well as computational fluid dynamics simulations. Results show the possibility of minimizing the hydrodynamic power dissipation for optimal values of the imposed curvature, along with significant reduction of the hydrodynamic forces. A simplified semianalytical argument relates these novel effects to specific geometric properties of the plate motion. Findings from this study are directly relevant to cantilever-based sensing and actuation systems operating in fluids, where control and modulation of oscillation quality factors, hydrodynamic forces, and power losses is beneficial.
ناشر
Database: Elsevier - ScienceDirect (ساینس دایرکت)
Journal: Journal of Fluids and Structures - Volume 74, October 2017, Pages 35-52
نویسندگان
, ,