تحلیل پایداری و پاسخ دینامیکی استوانۀ پیزوالکتریک جدار نازک، تحت جریان سیال و تحریک هارمونیک خارجی

Abstract

چکیده: پایداری دینامیکی و ارتعاشات غیرخطی استوانه هوشمند جدار نازک، تحت عبور جریان سیال داخلی، نیروی تحریک متمرکز خارجی و گرادیان حرارتی یکنواخت، در این نوشتار مورد بررسی قرار می‌گیرد. جنس پوسته از مواد پیزوسرامیک مقاوم در برابر سیال در نظر گرفته شده و با استفاده از مدل غیرخطی پوسته استوانه ای مدل سازی می‌شود. جریان سیال عبوری غیر قابلتراکم، غیر چرخشی، غیر لزج و ایزنتروپیک فرض شده و مدل سازی دینامیکی آن نیز با استفاده از تابع اسکالر پتانسیل جریان صورت می‌پذیرد. دستگاه معادلات کوپله شده و غیرخطی حرکت حاکم بر سامانه با استفاده از روش انرژی و بسط مودهای جاب هجایی و الکتریکی حاصل گردیده که با حل دسته معادلات مرتبط با شارژ الکتریکی واجفت می‌گردند. در ادامه ابتدا با حذف جملات غیرخطی در معادلات حرکت و حل مسأله مقدار ویژه مودهای ارتعاشی سامانه، سرعت بحرانی و نواحی پایدار سامانه استخراج گردیده و سپس با استفاده مدل فضای حالت و انتگرال‌گیری عددی مرتبه چهار رانج کوتا پاسخ الکتروترمودینامیکی غیرخطی سامانه حاصل گردیده است. نتایج حاصله ارتباط مستقیم میزان پتانسیل القایی در پوسته با دامنه ارتعاشات عرضی آن را نشان داده که به‌منظور استفاده در هشداردهنده‌های ناپایداری کاربرد دارد.