TY - JOUR

T1 - Вращательные колебания цилиндра со стабилизатором в потоке газа

AU - Киселев, Н.А.

AU - Рябинин, А.Н.

N1 - Киселев Н. А., Рябинин А. Н. Вращательные колебания цилиндра со стабилизатором в потоке газа // Вестник Санкт-Петербургского университета. Математика. Механика. Астрономия. 2019. Т. 6 (64). Вып. 4. С. 672–679. https://doi.org/10.21638/11701/spbu01.2019.412

PY - 2019

Y1 - 2019

N2 - Рассматривается математическая модель для описания вращательных колебаний цилиндра со стабилизатором в воздушном потоке. Уравнение движения цилиндра со стабилизатором содержит моменты аэродинамических сил и сопротивление подвески.Методом Крылова-Боголюбова уравнение сводится к системе двух обыкновенных дифференциальных уравнений для медленно меняющейся амплитуды колебаний и фазы. Найдены решения, соответствующие установившимся колебаниям с постоянной амплитудой. Модель предсказывает, что зависимость квадрата амплитуды колебанийявляется линейной функцией обратной скорости воздушного потока. Число Струхаля колебаний цилиндра является линейной функцией квадрата амплитуды и, следовательно, зависимость числа Струхаля от обратной скорости также является линейной.В аэродинамической трубе поставлены эксперименты, проверяющие предсказания модели. Проведено сравнение предсказаний математической модели с результатами экспериментов, проведенных в аэродинамической трубе. В экспериментах с колеблющимся цилиндром к кормовой части цилиндра крепилась лазерная указка, луч которой приповоротах цилиндра пересекал поверхность фотодиода. Сигнал с фотодиода регистрировался PC-осциллографом Velleman PCS500A, связанным с персональным компьютером. Расшифровка сигнала позволила определить период и амплитуду колебаний.Эксперименты подтвердили предсказания математической модели.

AB - Рассматривается математическая модель для описания вращательных колебаний цилиндра со стабилизатором в воздушном потоке. Уравнение движения цилиндра со стабилизатором содержит моменты аэродинамических сил и сопротивление подвески.Методом Крылова-Боголюбова уравнение сводится к системе двух обыкновенных дифференциальных уравнений для медленно меняющейся амплитуды колебаний и фазы. Найдены решения, соответствующие установившимся колебаниям с постоянной амплитудой. Модель предсказывает, что зависимость квадрата амплитуды колебанийявляется линейной функцией обратной скорости воздушного потока. Число Струхаля колебаний цилиндра является линейной функцией квадрата амплитуды и, следовательно, зависимость числа Струхаля от обратной скорости также является линейной.В аэродинамической трубе поставлены эксперименты, проверяющие предсказания модели. Проведено сравнение предсказаний математической модели с результатами экспериментов, проведенных в аэродинамической трубе. В экспериментах с колеблющимся цилиндром к кормовой части цилиндра крепилась лазерная указка, луч которой приповоротах цилиндра пересекал поверхность фотодиода. Сигнал с фотодиода регистрировался PC-осциллографом Velleman PCS500A, связанным с персональным компьютером. Расшифровка сигнала позволила определить период и амплитуду колебаний.Эксперименты подтвердили предсказания математической модели.

KW - Аэродинамическая труба

KW - плохо обтекаемое тело

KW - нестационарные силы

KW - Колебания

KW - Математическое моделирование

KW - wind tunnel

KW - bluff body

KW - unsteady forces

KW - oscillations

KW - mathematical simulation

UR - https://www.elibrary.ru/item.asp?id=41431617

U2 - https://doi.org/10.21638/11701/spbu01.2019.412

DO - https://doi.org/10.21638/11701/spbu01.2019.412

M3 - статья

VL - 6(64)

SP - 672

EP - 679

JO - ВЕСТНИК САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКОГО УНИВЕРСИТЕТА. МАТЕМАТИКА. МЕХАНИКА. АСТРОНОМИЯ

JF - ВЕСТНИК САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКОГО УНИВЕРСИТЕТА. МАТЕМАТИКА. МЕХАНИКА. АСТРОНОМИЯ

SN - 1025-3106

IS - 4

ER -