1404/02/01
علیرضا شوشتری

علیرضا شوشتری

مرتبه علمی: استاد
ارکید:
تحصیلات: دکترای تخصصی
اسکاپوس: 15045725700
دانشکده: دانشکده فنی و مهندسی
نشانی:
تلفن:

مشخصات پژوهش

عنوان
تحلیل ارتعاشات غیرخطی و پایداری استوانه هوشمند الکترومکانیکی حاوی جریان سیال
نوع پژوهش
پایان نامه
کلیدواژه‌ها
مواد هوشمند، دینامیک غیرخطی، مدل پوسته استوانهای، تابع پتانسیل جریان، جریان ضربانی، کنترل ناپایداری
سال 1397
پژوهشگران وحید عطابخشیان(دانشجو)، علیرضا شوشتری(استاد راهنما)

چکیده

در این رساله، دینامیک غیرخطی و پایداری استوانه هوشمند پیزوالکتریکی حاوی جریان سیال، واقع بر بستر الاستیک و تحت بارگذاریهای الکتریکی، مکانیکی و حرارتی موردبررسی قرار میگیرد. باهدف طراحی هیدرولیک حسگرها و هیدرولیک عملگرهای ناپایداری خطوط جریان غیریکنواخت، میزان پتانسیل الکتریکی القاشده در سازه هوشمند و همچنین اثر اعمال پتانسیل الکتریکی خارجی بر رفتار دینامیکی سیستم مورد ارزیابی قرار میگیرد. سازه به سورت پوسته استوانهای جدار نازک با شرایط تکیهگاهی ساده و با قطبیت در راستای محوری در نظر گرفتهشده و به کمک مدل پوسته استوانهای غیرخطی دانل مدلسازی میشود. جریان سیال داخلی ایزنتروپیک، لزج و غیرقابل تراکم فرض شده و به دو صورت یکنواخت با سرعت جریان ثابت و غیریکنواخت با توزیع سرعت هارمونیک به ترتیب در فصل پنجم و ششم مورد ارزیابی قرار میگیرد. مدلسازی دینامیکی جریان سیال به کمک روش تابع پتانسیل جریان و معادلات ناویراستوکس صورت گرفته و با محاسبه تابع پتانسیل اغتشاش سرعت، فشار آشفتگی، افت فشار ناشی از اصطکاک سیال و تنشهای برشی وارد بر پوسته، انرژیهای مرتبط با سیال ویسکوز محاسبه میشود. با در نظر گرفتن محیط الاستیک خارجی پاسترناک حول پوسته، اثرات محیطی وارد بر لولههای مدفون در خاک، موجود در سازههای بتنی، محاط شده در عایقهای ترموالاستیک و یا سیال خارجی در محاسبات لحاظ میگردد. با محاسبه انرژیهای کلی سیستم (شامل: انرژی پتانسیل و جنبشی پوسته، پتانسیل الکتریکی، انرژیهای جنبش و پتانسیل جریان سیال، کار نیروی لزجت، کار محیط الاستیک و همچنین کار نیروهای خارجی وارد بر سیستم) و بهکارگیری معادلات اصلاحشده حرکت لاگرانژ برای سیستمهای باز، معادلات غیرخطی حرکت حاکم بر دینامیک سیستم استخراج میشود. با حذف کوپلینگ الکترواستاتیک موجود در معادلات حرکت، معادلات غیرخطی اصلاحشده حرکت حاصل و با استفاده از روش ریتز و آنالیز مودهای ارتعاشی معادلات جداسازی شده حرکت حاصل میگردد. با حل مسئله مقدار ویژه و روش تکرار، مدل فضای حالت و انتگرالگیری عددی مرتبه چهارم رانجکوتا و روش طیفسنجی انرژی؛ مودهای ارتعاشی، فرکانسهای طبیعی و پاسخ الکتروترمودینامیکی غیرخطی سیستم در حالت جریان یکنواخت محاسبهشده و ناپایداریهای دیورژانس و فلاتر تعیین میگردد. همچنین در فصل ششم برای جریان سیال غیریکنواخت، ناپایداری دینامیکی تعریف و با بهکا