输液管道系统液固耦合ANSYS Workbench 节流孔板 振动控制硕士论文_.doc

基于 ANSYS Workbench 的输液管道振动特性分析和振动控制的研究机械制造及其自动化， 2011， 硕士【摘要】 输液管道系统普遍存在于各个工业领域,尤其表现在过程工业中管道系统常因为存在振动而引起的管路以及动力机械的破坏而导致的事故屡见不鲜其中由于液体的不连续加压所造成的管道系统液固耦合振动是引起管道振动的主要原因因此有必要从研究输液管道系统的液固耦合振动特性出发,对管道系统的振动控制做更深入探讨和分析本文首先通过推导输液管道系统的轴向振动 4-方程模型和横向振动 4-方程模型了解管道系统液固耦合振动机理进而通过忽略上述振动控制方程的非稳定项得到其在稳态条件下的控制方程来求解出输液管道系统的初始条件根据管道系统存在阀门和弯头等物理状态,分别给出其各自的边界条件,为一步建立输液管道系统的仿真模型奠定基础利用 ANSYS Workbench 软件双向隐式迭代法建立输液直管的液固耦合仿真模型,使用联合多个软件的多物理场耦合分析求解器——MFX 求解管道和流场在时域内的振动特性,并作进一步的分析然后通过仿真结果和实验结果的比较验证了仿真模型的正确性建立折弯式管道系统的仿真模型,研究在两种不同进口压力载荷形式作用下系统的振动特性。

选择更符合工程现实状况的连续脉冲式压力载荷作用下的输液管道系统做振动... 更多还原【Abstract】 Liquid-conveying pipe system is universal existence in various industrial fields, especially in process industries. The failure of pipeline system resulted from the destroying of pipe and dynamic machinery is of common occurrence. The primary reason of pipeline’s vibration is that discontinuous pressure of liquid cause solid-fluid interactive vibration of pipeline system. So it is necessary to study the liquid-conveying pipe system’s fluid-structure-interaction vibration and give more deep discu... 更多还原 【关键词】 输液管道系统； 液固耦合； ANSYS Workbench； 节流孔板； 振动控制； 【Key words】 Liquid-conveying pipe system； Fluid-structure-interaction； ANSYS Workbench； Throttle orifice； Vibration control； 摘要 4-5 Abstract 5 第 1 章 绪论 9-19 1.1 课题的提出及研究意义 9-10 1.2 管道系统流固耦合振动机理 10 1.3 管道流固耦合振动的研究及发展现状 10-17 1.3.1 管道线性流固耦合振动分析模型 11-13 1.3.2 管道线性流固耦合数值分析的主要方法 13-14 1.3.3 管道非线性流固耦合振动分析模型及分析方法 14-16 1.3.4 管道系统振动控制理论 16-17 1.3.5 小结 17 1.4 课题主要研究内容及意义 17-19 1.4.1 课题来源 17 1.4.2 主要研究内容 17-19 第 2 章 输液管道系统液固耦合数学模型 19-37 2.1 输液直管流固耦合动力学模型 19-34 2.1.1 模型基本假设条件 19 2.1.2 输液直管的轴向振动控制方程 19-28 2.1.3 输液直管的横向振动控制方程 28-34 2.2 输液管道流固耦合边界条件 34-36 2.2.1 阀门突然关闭导致的瞬态耦合效应 34-35 2.2.2 管道弯头导致的结合部耦合效应 35-36 2.3 本章小结 36-37 第 3 章 基于 ANSYS Workbench 计算输液管道系统的建模方法及步骤 37-43 3.1 管道系统液固耦合建模方法及分析类型的选择 37-40 3.1.1 ANSYS-CFX 软件求解 FSI 的建模方法 37-38 3.1.2 耦合场的分析类型 38-39 3.1.3 MFX 求解液固耦合的分析过程 39-40 3.2 应用 ANSYS Workbench 进行输液管道系统液固耦合振动仿真的基本步骤 40-42 3.3 本章小结 42-43 第 4 章 输液直管系统仿真研究和实验验证 43-55 4.1 输液直管的水锤仿真分析 43-52 4.1.1 模型参数描述 43-44 4.1.2 输液管道系统水锤仿真建模 44-46 4.1.3 仿真计算结果与分析 46-52 4.2 实验验证 52-53 4.2.1 实验装置及方案设计 52-53 4.2.2 验证实验结果 53 4.3 本章小结 53-55 第 5 章 折弯式输液管道系统振动特性仿真及其振动控制研究 55-93 5.1 折弯式输液管道系统建模 55-57 5.1.1 模型参数描述 55 5.1.2 折弯式输液管道系统仿真建模 55-57 5.2 不同进口压力作用下的折弯式输液管道系统液固耦合仿真 57-69 5.2.1 进口压力为常数的折弯式输液管道系统液固耦合仿真 57-63 5.2.2 进口压力为连续脉冲形式的折弯式输液管道系统液固耦合仿真 63-68 5.2.3 不同形式进口压力作用下管道系统仿真结果分析 68-69 5.3 进口压力为连续脉冲形式的折弯式输液管道系统的振动控制研究 69-92 5.3.1 安装孔板时管道系统建模 69-72 5.3.2 仿真求解及后处理 72-91 5.3.3 管道系统振动控制仿真结果分析 91-92 5.4 本章小结 92-93 结论 93-95 参考文献。