[發明專利]一種輸流多壁碳納米管動力學特性預測方法

在審

• 申請號: 201410061190.8
• 申請日: 2014-02-24
• 公開（公告）號: CN103853920A
• 公開（公告）日: 2014-06-11
• 發明（設計）人: 閆妍;王文全;楊洋
• 申請（專利權）人: 昆明理工大學
• 主分類號: G06F19/00
• 分類號: G06F19/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種輸流多壁碳納米管動力學特性預測方法，其特征在于具體步驟為：

（1）通過哈密頓變分原理，將彈性梁模型和多壁碳納米管層間范德華力模型以及流體與內管相互作用模型結合，根據修正連續介質力學方法，建立基于修正彈性梁模型的輸流多壁碳納米管耦合系統模型：

（2）采用伽遼金離散模塊表述多壁碳納米管的每層管的位移，然后代入步驟（1）得到的輸流多壁碳納米管耦合系統模型中，經過計算得到模型微分方程的特征方程????????????????????????????????????????????????，其中，是單位矩陣，是微分方程組的系數矩陣，是系統的特征值；

（3）將微分方程組的系數矩陣通過MATLAB求解不同參數下特征方程的特征值和相應的響應模態，并分別輸入到文件eigenvalue.txt和mode.txt；

（4）將步驟（3）輸入文件eigenvalue.txt和mode.txt的結果導入origin繪圖軟件，得到特征值實部和虛部隨參數的變化以及相應的振動模態，判斷耦合系統隨特征參數產生的分叉類型，完成輸流多壁碳納米管動力學特性的預測。

2.根據權利要求1所述的輸流多壁碳納米管動力學特性預測方法，其特征在于步驟（1）的具體方法為：

1.1首先借助哈密頓變分方法，建立耦合系統振動控制方程：

其中，為多壁碳納米管的軸向坐標，是時間，代表流體和最內層碳納米管的慣性力，代表流體流過最內層碳納米管道時產生的離心力，是角速度，代表流體流過最內層碳納米管道時產生的陀螺力，是第層碳納米管的彈性回復力，是第層碳納米管的慣性

力；

2.2通過多壁碳納米管層間相互作用的范德華力模型，采用無量綱公式,,,，,,，得到基于修正彈性梁模型的輸流多壁碳納米管耦合系統模型：

。

3.根據權利要求1所述的輸流多壁碳納米管動力學特性預測方法，其特征在于步驟（3）的具體方法為：采用階模態的伽遼金離散模塊表述的多壁碳納米管的每層管的位移，然后代入步驟（1）得到的輸流多壁碳納米管耦合系統模型中，并分別與相乘，在區間[0,1]內積分,?并利用，得到一組一次微分方程，其特征方程為：，其中，是單位矩陣，是微分方程組的系數矩陣，是系統的特征值。