Podrobno

On the direct numerical computation of Hopf bifurcations to assess the dynamic stability of fluid-conveying cantilevered pipes
ID Gravenkamp, Hauke (Avtor), ID Plestenjak, Bor (Avtor)

.pdfPDF - Predstavitvena datoteka, prenos (2,92 MB)
MD5: 251C59FA41531FC4C4A150121A9F3B24
URLURL - Izvorni URL, za dostop obiščite https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0045794925003979 Povezava se odpre v novem oknu

Izvleček
In the structural analysis of fluid-conveying pipes, dynamic instabilities can occur at specific values of the flow velocity, depending on the geometry as well as the material parameters of the pipe and the interior fluid. These critical points fall into the broader category of Hopf bifurcations. Typical numerical models of this problem employ a one-dimensional weighted residual method, leading to a velocity-dependent eigenvalue problem. The solutions form eigencurves, and the critical points are characterized by eigenvalues with vanishing real parts. In this paper, we show that critical points can be computed directly as solutions to a single three-parameter eigenvalue problem. In addition, we employ a recently developed method for computing individual eigencurves, based on the concept of exponential residual relaxation. For the discretization of the weak form, we use a finite element method with a particular version of $C^1$-continuous high-order spectral elements, suited for fourth-order differential equations, and we discuss the differences compared to the more commonly used weighted residual method based on the basis functions of a linear Euler-Bernoulli beam. Four numerical examples demonstrate the effectiveness of the implemented algorithms. For verification, we provide a detailed derivation of analytical solutions for special cases.

Jezik:Angleški jezik
Ključne besede:pipes, Euler-Bernoulli beam, stability, Hopf bifurcation, multiparameter eigenvalue problem, spectral element method
Vrsta gradiva:Članek v reviji
Tipologija:1.01 - Izvirni znanstveni članek
Organizacija:FMF - Fakulteta za matematiko in fiziko
Status publikacije:Objavljeno
Različica publikacije:Objavljena publikacija
Datum objave:01.01.2026
Leto izida:2026
Št. strani:10 str.
Številčenje:Vol. 320, art. no. 108039
PID:20.500.12556/RUL-176068 Povezava se odpre v novem oknu
UDK:519.6
ISSN pri članku:0045-7949
DOI:10.1016/j.compstruc.2025.108039 Povezava se odpre v novem oknu
COBISS.SI-ID:258015491 Povezava se odpre v novem oknu
Datum objave v RUL:20.11.2025
Število ogledov:87
Število prenosov:32
Metapodatki:XML DC-XML DC-RDF
:
Kopiraj citat
Objavi na:Bookmark and Share

Gradivo je del revije

Naslov:Computers & Structures
Skrajšan naslov:Comput. struct.
Založnik:Elsevier
ISSN:0045-7949
COBISS.SI-ID:4419338 Povezava se odpre v novem oknu

Licence

Licenca:CC BY 4.0, Creative Commons Priznanje avtorstva 4.0 Mednarodna
Povezava:http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/deed.sl
Opis:To je standardna licenca Creative Commons, ki daje uporabnikom največ možnosti za nadaljnjo uporabo dela, pri čemer morajo navesti avtorja.

Sekundarni jezik

Jezik:Slovenski jezik
Ključne besede:cevi, Euler-Bernoullijev nosilec, Hopfova bifurkacija, večparametrični problem lastnih vrednosti, metoda spektralnih elementov

Projekti

Financer:ARIS - Javna agencija za znanstvenoraziskovalno in inovacijsko dejavnost Republike Slovenije
Številka projekta:P1-0294
Naslov:Računsko intenzivne metode v teoretičnem računalništvu, diskretni matematiki, kombinatorični optimizaciji ter numerični analizi in algebri z uporabo v naravoslovju in družboslovju

Podobna dela

Podobna dela v RUL:
Podobna dela v drugih slovenskih zbirkah:

Nazaj