Investigation of boundary conditions on stability of coaxial cylindrical shells interacting with flowing fluid


Cite item

Full Text

Abstract

The work is devoted to investigation of the dynamic behavior of elastic coaxial cylindrical shells interacting with an ideal compressible fluid. The shell behavior is examined in the framework of the classical shell theory, using the variational principle of virtual displacements as a mathematical formulation. The fluid is described in terms of potential theory. With this approach, the stated problem reduces to simultaneous solving of four sets of equations using the finite element method. For shells with different boundary conditions the numerical investigations have been carried out to explore the effects of the annular gap on the boundary of hydroelastic stability.

About the authors

Sergey A Bochkarev

Institute of Continuous Media Mechanics, Ural Branch of RAS

Email: bochkarev@icmm.ru
(Ph. D. (Phys. & Math.)), Research Scientist, Div. of complex problems of deformable bodies mechanics 1, Acad. Korolev st., Perm, 614013, Russia

Sergey V Lekomtsev

Institute of Continuous Media Mechanics, Ural Branch of RAS

Email: lekomtsev@icmm.ru
Postgraduate student, Div. of complex problems of deformable bodies mechanics 1, Acad. Korolev st., Perm, 614013, Russia

References

  1. Païdoussis M. P., Chan S. P., Misra A. K. Dynamics and stability of coaxial cylindrical shells containing flowing fluid // J. Sound Vib., 1984. Vol. 97, no. 2. Pp. 201–235.
  2. Païdoussis M. P., Nguyen V. B., Misra A. K. A theoretical study of the stability of cantilevered coaxial cylindrical shells conveying fluid // J. Fluid Struct., 1991. Vol. 5, no. 2. Pp. 127–164.
  3. Païdoussis M. P., Misra A. K., Chan S. P. Dynamics and stability of coaxial cylindrical shells conveying viscous fluid // J. Appl. Mech., 1985. Vol. 52, no. 2. Pp. 389–396.
  4. Païdoussis M. P., Misra A. K., Nguyen V. B. Internal- and annular-flow-induced instabilities of a clamped-clamped or cantilevered cylindrical shell in a coaxial conduit: The effects of system parameters // J. Sound Vib., 1992. Vol. 159, no. 2. Pp. 193–205.
  5. Nguyen V. B., Païdoussis M. P., Misra A. K. A CFD-based model for the study of the stability of cantilevered coaxial cylindrical shells conveying viscous fluid // J. Sound Vib., 1994. Vol. 176, no. 1. Pp. 105–125.
  6. Бочкарёв С. А., Матвеенко В. П. Динамическое поведение упругих коаксиальных цилиндрических оболочек, содержащих движущуюся в них жидкость // ПММ, 2010. Т. 74, № 4. С. 655–666.
  7. Бочкарёв С. А., Матвеенко В. П. Анализ устойчивости нагруженных коаксиальных цилиндрических оболочек с внутренним течением жидкости // Изв. РАН. МТТ, 2010. № 6. С. 29–45.
  8. El Chebair A., Païdoussis M. P., Misra A. K. Experimental study of annular-flow-induced instabilities of cylindrical shells // J. Fluid Struct., 1989. Vol. 3, no. 4. Pp. 349–364.
  9. Nguyen V. B., Païdoussis M. P., Misra A. K. An experimental study of the stability of cantilevered coaxial cylindrical shells conveying fluid // J. Fluid Struct., 1993. Vol. 7, no. 8. Pp. 913–930.
  10. Вольмир А. С. Оболочки в потоке жидкости и газа. Задачи гидроупругости. М.: Наука, 1979. 320 с.
  11. Бочкарёв С. А., Матвеенко В. П. Численное исследование влияния граничных условий на динамику поведения цилиндрической оболочки с протекающей жидкостью // Изв. РАН. МТТ, 2008. № 3. С. 189–199.
  12. Бидерман В. Л. Механика тонкостенных конструкций. М.: Машиностроение, 1977. 488 с.
  13. Матвеенко В. П. Об одном алгоритме решения задачи о собственных колебаниях упругих тел методом конечных элементов / В сб.: Краевые задачи теории упругости и вязкоупругости. Свердловск: УНЦ АН СССР, 1980. С. 20–24.
  14. Джордж А., Лю Дж. Численное решение больших разреженных систем уравнений. М.: Мир, 1984. 333 с.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download

Copyright (c) 2012 Samara State Technical University

Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.

Согласие на обработку персональных данных

 

Используя сайт https://journals.rcsi.science, я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных») даю согласие на обработку персональных данных на этом сайте (текст Согласия) и на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика» (текст Согласия).