脉动环状流作用下输流管道的非线性振动特性分析

摘要：

输流管道内流体的脉动是造成管道系统失稳的重要因素.对于环状流虽然气、液两相速度相差很大,但液相介质流动特性对管道振动特性的影响不容忽视.为了分析环状流液相介质的脉动对管道非线性振动的影响,建立了管道横向振动模型.模型方程利用Galerkin法进行离散,同时采用四阶Runge-Kutta迭代方法求解.分析了包括固有频率、临界气速、分岔、混沌等基本动力学特征.研究结果表明,表观液速增加不仅导致系统固有频率显著下降而且使得系统的临界气速下降.当不考虑液相脉动时,只观察到Pitchfork分岔,表观液速由0.2 m/s增加到0.9 m/s过程中分岔起点由31.9 m降低到21.8 m.当液相介质脉动时,管道系统随着脉动频率增加检测到包括多种形态的周期运动、概周期运动以及混沌等振动形态.研究结果对于工程具有指导意义.

关键词：环状流、固有频率、临界气速、分岔、混沌

所属期刊栏目：42

分类号：TH212;TH213.3(起重机械与运输机械)

在线出版日期：2023-11-17（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共8页

页码：119-125,159