ارائه حل تحليلي براي مطالعه رفتار ديناميكي لوله هاي ويسكوالاستيك حامل سيال با اعمال فرم كلي مدل ساختاري

An analytical method for dynamic analysis of fluid conveying viscoelastic pipes b

با ارائه فرم كلي مدل ويسكوالاستيك، مشخصه‌هاي ارتعاشي لوله‌هاي ويسكوالاستيك حامل سيال مطالعه شده است. معادله حركت با لحاظ كردن انواع مدل‌هاي ساختاري ويسكوالاستيك استخراج و شكل مودهاي سيستم با ارائه حل دقيق بدست آمده است. نتايج نشان مي‌دهد كه با اعمال مدل ويسكوالاستيك، فركانس‌هاي طبيعي كاهش يافته و سرعت ناپايداري ديورژانس در مودهاي بالاتر به شدت افزايش مي‌يابد. به عنوان يك نتيجه جديد مشاهده مي‌شود در لوله‌هاي ويسكوالاستيك به ازاي مقادير مشخصي از پارامترها، ناپايداري فلاتر مي‌تواند سريع‌تر از ناپايداري ديورژانس اتفاق افتد. بعلاوه، به علت عدم تأثير يكسان رفتار ويسكوالاستيك بر مودهاي ارتعاشي، رفتار مودهاي تركيبي ظاهر نمي‌شود.

In this paper, applying the general form of the viscoelastic model, vibration characteristics of viscoelastic fluid conveying pipes are investigated. By considering various viscoelastic constitutive equations, the equation governing the motion of the fluid conveying pipes is obtained and by introducing a new analytical method, the exact mode shapes of the system are derived. Then, the effect of various system parameters on the complex eigenvalues and the divergence and flutter instabilities are studied. The results show that for a pipe with viscoelastic behavior, the natural frequencies decrease and at the higher modes, the divergence critical fluid velocity increases dramatically. As a new result, it is observed the viscoelastic fluid conveying pipes with certain values of viscoelastic parameters, can experience the flutter instability before the divergence one. In addition, because the viscoelastic behavior does not affect all the vibration mode shapes in the same manner, therefore, the coupled-mode flutter does not take place.