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摘要压力管道中存在着流体与固体之间的相互流固耦合作用。对其的研究力学是流固耦合力学。流固耦合力学是流体力学与固体力学交叉生成的，其是研究变形固体在流场作用下的各种形变以及固体位移对流场影响这两者相互作用的科学。对于压力管道的流固耦合作用研究的现状存在的问题等，我们运用ADINA软件建立有限元模型来近一步对压力管道流固耦合作用进行研究和分析。对受压弯管在不同弯管角度的情况下对管道受力和自振频率的影响；不同管壁厚度情况下对管道受力和自振频率的影响；不同性质的流体情况下对管道受力和自振频率的影响；不同压力的情况下对管道受力和自振频率的影响。通过有限元建模分析对这些影响因素的分析，得到其对管道的影响并且从中得到相应的解决方法和避免一些不必要的经济损失。从而我们发现流固耦合作用对压力管道系统有着很大的影响，所以对于压力管道的流固耦合作用研究是非常必须考虑。52605
毕业论文关键词：弯管 流固耦合 ADINA 有限元
Abstract
There exist coupling vibration between fluid and pressure pipes. Fluid-structure interaction mechanics is generated by the fluid mechanics and solid mechanics cross a mechanical branch, which is the study of the deformation of solids in the flow field under the action of a variety of behaviors and solid displacement flow field interaction of both a scientific. Pressure pipe fluid - structure interaction study the problems of the status quo, we use the ADINA software finite element model to a step closer to the pressure pipe fluid-structure interaction studies and analyzes. Compression elbow on the the pipe force and the natural frequency in the case of different bending angles; pipeline by pipeline force and self-resonant frequency of the different wall thickness; different nature of the fluid casethe impact of the force and the natural frequency of the force of the pipeline and the natural frequencies; different pressure. Finite element modeling analysis of these factors, the impact of the pipeline and derive the corresponding solutions and to avoid unnecessary economic losses. Thus indicating that the fluid-structure interaction effect of pressure pipe systems have a significant impact, so the pressure pipeline must consider fluid-structure interaction.
Key words : bending pipe Fluid-structure interaction ADINA finite element
目录
第一章 绪论 1
1.1 流固耦合简介-1
1.1.1 流固耦合作用的应用概况-1
1.1.2 压力管道耦合作用研究现状及存在问题-2
1.1.3 本文所研究的内容-4
第二章 流固耦合分析基本理论-5
2.1流固耦合分析方法简介-5
2.2流固耦合作用理论分析方法-6
2.3流固耦合数值计算分析方法-6
第三章 弯管流固耦合有限元计算13
3.1管道壁厚对弯管受力的影响13
3.2管道壁厚对弯管自振频率的影响27
3.3流体性质对弯管受力的影响30
3.4 流体性质对弯管自振频率的影响-32
3.5流速对弯管受力的影响34
3.6流速对弯管自振频率的影响35
3.7压强对弯管受力的影响37
3.8压强对弯管自振频率的影响39
3.9弯管角度对弯管受力的影响41
3.10弯管角度对弯管自振频率的影响-43
第四章 结论与展望46
4.1结论46
4.2展望46
致谢-47
参考文献-48
第一章 绪论
1.1 流固耦合作用简介
随着大环境世界经济的发展和社会的进步，我们对流固耦合作用的研究也越来越关注了。因为其涉及纵多领域对工业、科研项目和工程等都有非常重要的影响，所以对其研究有着重要意义。目前流固耦合力学就是一门研究耦合作用的一门专业力学。流固耦合力学是由流体力学与固体力学交叉而生成的，它是研究变形固体在流场作用下的各种行为以及固体位移对流场影响这两者相互作用的科学。流固耦合力学的主要特点是在两相介质之间的相互作用相互影响，变形固体在流体荷载作用下就会产生变形或运动，变形或运动的固体其又反过来影响流体，从而改变了流体荷载的分布和大小。正是这种相互作用在不同条件下产生形形色色的流固耦合现象。流固耦合问题按耦合机理分两类：第一类的特点是流固耦合作用仅是发生在流、固交接面上。其在方程耦合是由两相耦合面的平衡方程及协调关系引入而得到的；第二类是流固两相邻部分或全部重叠在一起，耦合效用是通过描述问题的微分方程来呈现的。对其的研究需要考虑多种因素是一个很复杂而繁琐的过程。