考虑流体附加质量的输流管道振动特性分析

摘要：

针对管内流体激励(flow-induced vibrations,FIV)引起的结构振动问题,考虑单向流固耦合作用,通过引入附加质量分析内流流速对结构振动特性的影响.以两端固定支撑输流直管作为研究对象,利用数值方法模拟不同流速下管内的流动状态,获取流体压力系数、湍动能及管道结构位移响应.基于单向耦合振动机理,建立管道流固耦合附加质量模型,采用FEM方法展开结构模态分析,计算流体作用于结构的附加质量和固有频率.数值仿真结果表明:内部流体流速对管道结构振动有较强的耦合作用,流速增加使得耦合附加质量增大,且存在临界流速使管道发生静态屈曲失稳现象.与经验公式对比,该计算结果在10％的误差范围内能更准确地反映流体对结构振动的单向耦合作用.因此,提出的方法能够应用于单向耦合振动问题分析,并为研究流固耦合对结构动力特征影响等管内流动的FIV问题提供思路.

关键词：流固耦合;流体附加质量;流激振动;弯曲固有频率;输流管道

所属期刊栏目：40

分类号：TH212;TH213.3(起重机械与运输机械)

资助基金：国家自然科学基金;吉林省科技发展计划

在线出版日期：2021-08-26（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共7页

页码：182-188