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本文主要係討論安裝水銀阻尼器的自由自旋轉子的動力行為。包括各種運轉模式的章 動衰減及穩定分析。由於應用的情況及對象不同,阻尼器內水銀的行為亦有不同,因 此分開討論。 當自旋角速度慢而章動角較大時,水銀在管內形成滑塊狀,稱為滑塊模式(slug mode) 。討論安裝單環阻尼器的軸對稱轉子,此時系統共有三個平衡點,經由線性分析的結 果,並不能斷言其穩定與否。因此利用中心流形定理(Center Manifold Theory) 及高 階平均法(High Order Averaging Method) 來解原非線性方程,以求得各平衡點的穩 定條件及衰減情形。 在高自旋角速度及較小的章動角的情形下,管內的水銀向外管壁散開,形成連續而厚 薄不均的中空圓環,其自由面並隨轉子的動而做波動運動。稱流體模式(fluid mode) 。經由實驗觀察的結果,將水銀模擬成一偏心空心圓環,並用兩個變數來描述其運動 。應用此一模型,推導在此模式下運轉的單轉子、雙自旋轉子的運動方程式。利用微 擾法(perturbation method) 解得各別的穩定條件和衰減時間常數。結果顯示,水銀 阻尼器的安裝,一方面達成了衰減章動角的目的,另一方面也造成了穩定性的問題。 以單轉子而言,阻尼器裝的愈高,衰減效果愈好,然而若高於某臨界值,則會發散。 雙自旋轉子也有類似情形。因此滸時,必須慎選參數,以期在穩定範圍內有最大的衰 減效果。
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