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为什么需要计算湿模态(在实验中为什么要进行湿度校正)

qiguaw 2024-09-23 12:43:48 资源文章 21 ℃ 0 评论

一、湿模态的概念

?通常我们所说的结构模态,都是在真空中的结构模态,不考虑周围流体的影响下的模态,这种模态可以称为“干模态”,即不受流体影响的模态。而实际中,我们通常计算的结构都是被流体“包围”着,例如在空气中行驶的汽车,周围被空气包围着,在水中行驶的船,周围被水包围着,或者部分被水包围着。在不考虑车身周围的空气的影响下,我们计算的车身模态都是干模态,因为空气的密度比较小,空气对车身模态的影响比较小,我们可以把车身的干模态当成车身在空气中的湿模态,即忽略空气的影响,误差也不会太大;而在水中行驶的船,由于水的密度比较大,水对结构模态的影响比较大,如果忽略水的影响,那么计算出来的模态(干模态)就与实际的船的模态误差就很大,此时就必须考虑水的影响,计算湿模态。

二、湿模态分析应用

通常进行的模态分都是在空气中进行,由于空气密度小,对计算结果影响小,在计算时通常忽略了空气的作用,默认为真实条件进行模态分析。对于受流体作用的结构,由于流体密度相对空气密度大,在进行模态分析时需要考虑液体与固体的耦合作用。将默认的真空条件下进行的模态分析称为干模态分析,考虑了液固耦合作用模态计算的称为湿模态分析。?

例如,船舶、水工结构的工作环境复杂,经常受到波流、激荡振动等动态载荷的影响。结构的振动不仅影响工作稳定性,还影响疲劳寿命,因此了解结构的固有频率与振型,可为防止结构共振破坏、振动疲劳以及评价结构的动态特性和优化结构提供一定的依据。为了获得较为准确的结构动态特性,一般要求采用湿模态分析?

三、ANSYS湿模态分析

应用ANSYS workbench中的? Modal+Acoustic Extension模块,可以非常方便地完成湿模态分析。

相比“干模态”分析,湿模态分析需要定义哪些单元被流体“浸湿”了,是单面还是双面浸湿,以及流体的密度。湿模态分析一般定义流体的两个参数:密度和声速。水的密度一般取1000Kg/m3。

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