细长输流管内外流耦合振动特性研究
作者:鲍健; 陈正寿
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管道中的流量会影响流量传输管道的振动响应。目前,对弹性管的研究很少。基于计算流体力学(Eiffel-Tower)方法,研究了内外流对细长输流弹性管振动特性的影响。首先,在不考虑内部流动的情况下,将弹性管的数值预测结果与模型试验数据进行比较,以验证数值方法的可靠性。此外,在考虑内外流耦合的情况下,对比分析了不同内流速度下细长弹性输流管道振动位移的时空分布、下游方向的最大平均偏差、振动轨迹以及内部横向涡的形成和分布。结果表明,与出流速度相比,内流速度的增加很难改变弹性管的主振型,但对沿管的振动强度有显著影响。管体在下游方向最大偏移处的运动轨迹有明显的变形和跳跃。在剪切出流和均匀内流对弹性管的共同作用下,沿管跨方向模态之间的能量转换频繁,伴随着行波分量沿弹性管传播的间歇性或消失,这主要是由于复杂的双系统(出流管体、内流管体)。在内流以、离心力和科氏力的附加质量力激励下,弹性管内二次流现象明显。在振动过程中,内部横向涡沿管壁产生,并在整个横截面上脱落和逐渐分散。