应用力学学报
應用力學學報
응용역학학보
CHINESE JOURNAL OF APPLIED MECHANICS
2013年
3期
422-427
,共6页
姬贺炯%白长青%韩省亮
姬賀炯%白長青%韓省亮
희하형%백장청%한성량
输流管道%流固耦合%有限元建模%动力特性
輸流管道%流固耦閤%有限元建模%動力特性
수류관도%류고우합%유한원건모%동력특성
在输流管道系统中由结构-流体相互耦合作用导致的管道振动对工业生产的安全性、经济性具有重要影响。工程中常用有限元中的管单元建立管道动力学模型,用附加质量法或顺序耦合方法进行输流管道系统的动力学分析,这种建模和分析方法可能会造成管道中结构-流体相互耦合效应的缺失。本文搭建了输流管道系统的实验平台,分别在管道无水和充水两种状态下进行管道系统模态实验,并将实验结果分别与所建立的无水管道有限元模型和充水管道流固耦合模型分析结果进行了对比,验证了壳单元及实体单元管道动力学模型的合理性。通过实验和数值分析研究其动力特性发现:壳单元动力学模型更合理准确,管道系统由于流固耦合作用的影响产生了新的振动形态;附加质量法分析结果缺失了系统的某些低阶模态,表明了输流管道系统流固直接耦合动力学建模的必要性。
在輸流管道繫統中由結構-流體相互耦閤作用導緻的管道振動對工業生產的安全性、經濟性具有重要影響。工程中常用有限元中的管單元建立管道動力學模型,用附加質量法或順序耦閤方法進行輸流管道繫統的動力學分析,這種建模和分析方法可能會造成管道中結構-流體相互耦閤效應的缺失。本文搭建瞭輸流管道繫統的實驗平檯,分彆在管道無水和充水兩種狀態下進行管道繫統模態實驗,併將實驗結果分彆與所建立的無水管道有限元模型和充水管道流固耦閤模型分析結果進行瞭對比,驗證瞭殼單元及實體單元管道動力學模型的閤理性。通過實驗和數值分析研究其動力特性髮現:殼單元動力學模型更閤理準確,管道繫統由于流固耦閤作用的影響產生瞭新的振動形態;附加質量法分析結果缺失瞭繫統的某些低階模態,錶明瞭輸流管道繫統流固直接耦閤動力學建模的必要性。
재수류관도계통중유결구-류체상호우합작용도치적관도진동대공업생산적안전성、경제성구유중요영향。공정중상용유한원중적관단원건립관도동역학모형,용부가질량법혹순서우합방법진행수류관도계통적동역학분석,저충건모화분석방법가능회조성관도중결구-류체상호우합효응적결실。본문탑건료수류관도계통적실험평태,분별재관도무수화충수량충상태하진행관도계통모태실험,병장실험결과분별여소건립적무수관도유한원모형화충수관도류고우합모형분석결과진행료대비,험증료각단원급실체단원관도동역학모형적합이성。통과실험화수치분석연구기동력특성발현:각단원동역학모형경합리준학,관도계통유우류고우합작용적영향산생료신적진동형태;부가질량법분석결과결실료계통적모사저계모태,표명료수류관도계통류고직접우합동역학건모적필요성。