核岛结构PCS水箱FSI效应简化方法研究 被引量：6

1

作者 李小军 宋辰宁 +1 位作者 周国良 魏超 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2019年第2期6-12,32,共8页

高置冷却水箱是核电厂非能动安全壳冷却系统(PCS)的重要组成部分,在进行动力分析时,必须考虑冷却水与屏蔽厂房之间的流固耦合(FSI)效应。由于FSI效应问题复杂,数值分析耗时较长,因此,在研究核岛结构动力分析时,有必要采用简化方法,在满... 高置冷却水箱是核电厂非能动安全壳冷却系统(PCS)的重要组成部分,在进行动力分析时,必须考虑冷却水与屏蔽厂房之间的流固耦合(FSI)效应。由于FSI效应问题复杂,数值分析耗时较长,因此,在研究核岛结构动力分析时,有必要采用简化方法,在满足计算精度要求的前提下,提高计算效率。基于Housner模型,提出一种考虑液体-水箱相互作用的简化模型。采用ADINA软件分别进行水箱FSI模型和简化模型的核岛结构三向地震反应分析,分析了FSI模型和简化模型结构反应的峰值加速度、楼层反应谱和有效应力相对误差。结果表明:提出的水箱简化模型可用于高置冷却水箱核岛结构三向地震反应分析,能够很好地模拟FSI效应。 展开更多

关键词 核岛结构 流固耦合(fsi) 简化方法 地震反应

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基于FSI的4-方程模型的改进分析 被引量：2

2

作者 陈婷 苏志敏 +1 位作者 朱建兵 李明梅 《应用力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2016年第4期565-569,733,共5页

传统水击理论所用的连续方程未能反映水击发生时管道内存在的液体压力波速、管道应力波速、流体波速,且进行了大量的简化却不能更好地反应管道系统的实际运动状态。本文主要基于现有的水击计算理论及其耦合理论,在考虑管道纵横两个方向... 传统水击理论所用的连续方程未能反映水击发生时管道内存在的液体压力波速、管道应力波速、流体波速,且进行了大量的简化却不能更好地反应管道系统的实际运动状态。本文主要基于现有的水击计算理论及其耦合理论,在考虑管道纵横两个方向都反映水击耦合特性的情况下,利用特征线法,求出耦合波速;并在推导新的连续方程时将求出的耦合波速替代推导传统4-方程模型的连续性微分方程时水击波速与流速的关系,得到新的连续方程;并忽略高次微量和压力梯度等对新的连续方程进行一定简化,与简化后的流体动量方程、管道运动方程和物理方程构成了改进的轴向4-方程模型。将改进模型求解出的耦合波速与经典模型的进行比较,结果表明两耦合波速相近,但改进模型在考虑管道纵横两个方向都反映水击耦合特性的因素后,理论上会更严瑾、更合理。 展开更多

关键词 水击 fsi(流固耦合) 连续性方程 特征线法 相容方程

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建立基于浸入边界有限元法的三维静脉瓣流固耦合数值模型 被引量：4

3

作者 汪波 韩阳 齐楠 《医用生物力学》 CAS CSCD 北大核心 2024年第1期40-45,共6页

目的 探究静脉内血液与瓣膜之间的流固耦合动态过程和保证血液单向回流的生理机制。方法 基于浸入边界有限元法,结合人体下肢静脉医学图像及牛大隐静脉的解剖结构和尺寸,采用超弹性本构模型描述静脉瓣膜在生理条件下不可压缩、非线性和... 目的 探究静脉内血液与瓣膜之间的流固耦合动态过程和保证血液单向回流的生理机制。方法 基于浸入边界有限元法,结合人体下肢静脉医学图像及牛大隐静脉的解剖结构和尺寸,采用超弹性本构模型描述静脉瓣膜在生理条件下不可压缩、非线性和超弹性力学响应,构建静脉血管和静脉瓣膜的三维数值模型。结果 研究结果可视化地展示静脉动态运输血液的过程以及静脉瓣膜防止反流的功能机制,再现静脉内瓣膜运动和血液流动的周期性特点,讨论和量化了整个心动周期内的重要生理数据,包括静脉内血液的压力、流速和流量以及静脉瓣膜的开口面积、静脉瓣膜表面的应力和应变分布等。结论 三维流固耦合模型可数值再现静脉内生理动态过程,为进一步揭示静脉疾病相关机制提供重要的参考和指导意义。 展开更多

关键词 流固耦合 静脉瓣膜 浸入边界法 有限元分析 三维模型

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二尖瓣运动的流固耦合仿真 被引量：1

4

作者 居佳怡 颜文涛 +2 位作者 魏来 高昊 王盛章 《医用生物力学》 CAS CSCD 北大核心 2024年第3期504-509,共6页

目的 建立包含左心和血液的二尖瓣理想模型,用流固耦合仿真研究二尖瓣在血流中的运动特性。方法 基于解剖学参数建立二尖瓣、左心和血液模型,流固耦合仿真采用有限元结合浸没边界法,使用有限元软件LS-DYNA模拟二尖瓣运动,获取形态学、... 目的 建立包含左心和血液的二尖瓣理想模型,用流固耦合仿真研究二尖瓣在血流中的运动特性。方法 基于解剖学参数建立二尖瓣、左心和血液模型,流固耦合仿真采用有限元结合浸没边界法,使用有限元软件LS-DYNA模拟二尖瓣运动,获取形态学、力学和血液动力学参数,并与结构仿真结果进行对比。结果 两种仿真下二尖瓣形态学结果差异较大,流固耦合结果与超声影像吻合。流固耦合仿真和结构仿真的瓣叶应力分布结果一致,最大第一主应力分别为1.48、1.53 MPa,相对误差为3.27%。左心流场有较为复杂的涡旋结构,舒张期二尖瓣最大流速为1.02 m/s,与健康人体生理数据(0.89±0.15) m/s相吻合。结论 二尖瓣流固耦合仿真可以获取更贴近于生理的形态学结果;流固耦合仿真可以提供临床诊断不可或缺的流场参数信息;单研究瓣叶应力分布问题时,结构仿真更高效。 展开更多

关键词 二尖瓣 流固耦合仿真 有限元结合浸没边界法 结构仿真

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储液容器的三维流固耦合动力特性分析 被引量：36

5

作者 徐刚 任文敏 +3 位作者 张维 H.G.Reimerdes A.Dafnis H.Korsch 《力学学报》 EI CSCD 北大核心 2004年第3期328-335,共8页

将储液容器流固耦合系统中的液体和容器分别视为理想可压缩流体和线弹性固体,采用流体压力单元和固体壳单元对流固耦合系统进行有限元离散,得到一个非对称的大型流固耦合有限元方程.采用Arnoldi方法求解上面这个大型有限元方程的非对称... 将储液容器流固耦合系统中的液体和容器分别视为理想可压缩流体和线弹性固体,采用流体压力单元和固体壳单元对流固耦合系统进行有限元离散,得到一个非对称的大型流固耦合有限元方程.采用Arnoldi方法求解上面这个大型有限元方程的非对称特征值问题,以得到储液容器的动力特性.通过移频技术避免了处理零频问题,并构造了迭代格式计算Arnoldi向量.数值算例表明所用解法对于流固耦合系统都是非常有效的. 展开更多

关键词 储液容器 流固耦合 Arnoldi向量 压力容器 有限元离散

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轮胎横向花纹沟泵吸噪声仿真研究 被引量：3

6

作者 周海超 王国林 +1 位作者 高龙 毛竹君 《机械科学与技术》 CSCD 北大核心 2014年第2期212-216,共5页

基于流固耦合和气动声学的方法研究了轮胎横向花纹沟槽结构尺寸及其截面形状对花纹泵吸噪声的影响。运用Abaqus仿真了带有横向花纹沟槽轮胎滚动以获得滚动过程中花纹沟槽各壁面位移随时间的变化信息;提取接地印痕区域内单个横向花纹沟... 基于流固耦合和气动声学的方法研究了轮胎横向花纹沟槽结构尺寸及其截面形状对花纹泵吸噪声的影响。运用Abaqus仿真了带有横向花纹沟槽轮胎滚动以获得滚动过程中花纹沟槽各壁面位移随时间的变化信息;提取接地印痕区域内单个横向花纹沟槽并建立与周围空气相耦合的有限元模型,通过对其施加相应位移边界条件来重现横向花纹沟槽在滚动过程中的状态特性;借助流场计算实现对花纹泵吸噪声的预测。结果表明:花纹泵吸噪声随着沟槽长度的增大而减小;随着沟槽宽度的增大而增大;而沟槽深度对泵吸噪声影响不明显;沟槽横截面的形状对泵吸噪声影响较大。 展开更多

关键词 流固耦合方法 气动声学 横向花纹 仿真分析 泵吸噪声

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考虑流固耦合的管内压力波传递特性分析 被引量：9

7

作者 李帅军 柳贡民 陈浩 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2012年第24期177-182,共6页

考虑流体的科氏力、离心力以及迁移力,导出直管14方程的流固耦合模型,建立不同管段间的角度转换矩阵和流体压力波透射边界的传递矩阵,并验证了该模型及算法的正确性。通过改变介质参数、流体边界条件以及管段间的夹角,对流固耦合作用下... 考虑流体的科氏力、离心力以及迁移力,导出直管14方程的流固耦合模型,建立不同管段间的角度转换矩阵和流体压力波透射边界的传递矩阵,并验证了该模型及算法的正确性。通过改变介质参数、流体边界条件以及管段间的夹角,对流固耦合作用下的管内压力波传递特性的影响规律及其特征进行了分析和研究。结果表明,由于流固耦合的作用,即使流体在透射边界时,弹性管内亦会出现一定的驻波,且管内介质及管道属性越相近,驻波现象越明显;流固耦合对压力波的影响在流体为"绝对硬"边界时达到最大;当管道强制流体改变运动方向时,由于Burdon耦合的作用,使得压力波的频域响应共振峰增多,并且这些新增的共振峰受转角影响更为明显。 展开更多

关键词 流固耦合 传递矩阵 压力波 传递特性

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玻璃对单层索网动力响应的影响 被引量：3

8

作者 闫雁军 余志祥 +1 位作者 李晗 张其林 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2014年第23期24-29,共6页

为保证玻璃与与索网的协同变形,建立包含玻璃面板、索网、爪件、密封胶的有限元模型,真实反映了单层索网幕墙的传力途径;根据有限元模型,研究玻璃面板对单层索网静力性能和动力特性的影响;在此基础上,考虑索网幕墙周围建筑建立数值风洞... 为保证玻璃与与索网的协同变形,建立包含玻璃面板、索网、爪件、密封胶的有限元模型,真实反映了单层索网幕墙的传力途径;根据有限元模型,研究玻璃面板对单层索网静力性能和动力特性的影响;在此基础上,考虑索网幕墙周围建筑建立数值风洞,建立流固耦合模型,研究索网玻璃幕墙振动特性;以索网在平均风荷载作用下到达的新平衡位置为基准,采用频域方法计算单层索网风致动力响应。对比分析结果表明:风荷载作用下,索网幕墙主要做受迫振动,振动为窄带过程;玻璃面板有效降低了索网的平均位移和脉动响应。 展开更多

关键词 玻璃面板 单层索网玻璃幕墙 流固耦合 频域法

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复合材料螺旋桨流固耦合振动噪声研究综述 被引量：12

9

作者 黄政 熊鹰 鲁利 《哈尔滨工程大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第1期87-94,124,共9页

为了全面梳理有关复合材料桨的研究内容和方法,指出研究方向和思路,本文从稳态流固耦合变形、瞬态流固耦合振动和噪声等方面,综合国内外对弹性水翼和复合材料螺旋桨的研究进展进行了分析。国外在复合材料螺旋桨的流固耦合理论研究、测... 为了全面梳理有关复合材料桨的研究内容和方法,指出研究方向和思路,本文从稳态流固耦合变形、瞬态流固耦合振动和噪声等方面,综合国内外对弹性水翼和复合材料螺旋桨的研究进展进行了分析。国外在复合材料螺旋桨的流固耦合理论研究、测试技术等方面较为先进,可以将高阻尼材料通过完善的工艺成型方式应用于舰船螺旋桨。而国内对复合材料螺旋桨的稳态流固耦合变形研究较多,对瞬态流固耦合振动和噪声研究较少,没有形成完善的复合材料螺旋桨理论研究和测试体系,在实船应用方面更是空白。在此基础上,提出了复合材料螺旋桨减振降噪机理和刚度阻尼匹配设计方法的研究前景。 展开更多

关键词 复合材料螺旋桨 流固耦合 耦合变形 耦合振动 耦合噪声 算法 模型试验 刚度阻尼匹配

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某燃气涡轮叶盘单向流固耦合的数值计算 被引量：6

10

作者 沈伟 田浩男 +1 位作者 于复磊 李东升 《兵器装备工程学报》 CAS 2017年第4期37-41,共5页

将计算流体力学与有限元方法相结合,在定常流场分析的基础上,采用单向流固耦合的方法,对涡轮叶盘整体在设计工况下进行数值模拟,并按照斯贝发动机EGD-3应力标准对叶盘强度和叶片强度进行了校核,将数值仿真结果与叶片单向流固耦合数值计... 将计算流体力学与有限元方法相结合,在定常流场分析的基础上,采用单向流固耦合的方法,对涡轮叶盘整体在设计工况下进行数值模拟,并按照斯贝发动机EGD-3应力标准对叶盘强度和叶片强度进行了校核,将数值仿真结果与叶片单向流固耦合数值计算的结果进行对比。计算结果表明:叶盘的径向变形显著,由盘心向叶片顶端呈均匀环形逐渐增大;叶片在两种情况下的耦合计算结果相差不大。 展开更多

关键词 涡轮叶盘 流固耦合 数值模拟 有限元法 强度分析

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弹性梁式薄板在横向绕流中的大变形 被引量：8

11

作者 郝亚娟 白象忠 《应用力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2009年第2期304-307,共4页

采用相容拉格朗日-欧拉(ULE)法,给出了弹性薄板理想流体横向绕流条件下变形与应力的理论算法,其中:对固体采用拉格朗日法;对流体采用欧拉法;对相互接触面采用拉格朗日法和欧拉法。建立了不间断横向绕流条件下弹性梁式薄板的大弯曲变形... 采用相容拉格朗日-欧拉(ULE)法,给出了弹性薄板理想流体横向绕流条件下变形与应力的理论算法,其中:对固体采用拉格朗日法;对流体采用欧拉法;对相互接触面采用拉格朗日法和欧拉法。建立了不间断横向绕流条件下弹性梁式薄板的大弯曲变形的非线性微分方程。求解该方程时,将纵向位移分量和曲率的改变量用挠度表示。通过具体算例分析了各参数对悬臂梁式薄板挠度、纵向位移及应力大小的影响。理论解与数值解进行比较,验证了理论解的可靠性。 展开更多

关键词 流固耦合 相容拉格朗日-欧拉(ULE)法 梁式板 挠度 纵向位移 应力

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大型三维矩形、U形渡槽地震响应对比分析 被引量：5

12

作者 吴轶 莫海鸿 杨春 《地震工程与工程振动》 CSCD 北大核心 2005年第3期41-46,共6页

本文应用任意拉格朗日-欧拉(ALE)有限元方法对比分析大型三维排架支撑矩形、U形渡槽结构地震响应,以获得渡槽中动水压力资料。研究表明,渡槽中水体的晃动幅度十分显著,水体的大幅晃动显著地改变两种截面形式渡槽中水压力、槽体应力值及... 本文应用任意拉格朗日-欧拉(ALE)有限元方法对比分析大型三维排架支撑矩形、U形渡槽结构地震响应,以获得渡槽中动水压力资料。研究表明,渡槽中水体的晃动幅度十分显著,水体的大幅晃动显著地改变两种截面形式渡槽中水压力、槽体应力值及U形渡槽动水压力和应力分布,对矩形渡槽动水压力和应力分布规律影响不大。动应力分布的改变直接影响到大型预应力U形截面渡槽结构中预应力钢筋的有效性。在渡槽的抗震设计中,应充分考虑U形截面渡槽动水压力和动应力分布变化问题,动水压力应该作为一项主要的外荷载予以考虑。 展开更多

关键词 渡槽结构 任意拉格朗日-欧拉(ALE)法 流固耦合 地震响应

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不同边界条件下液箱流固耦合模态计算与实验验证 被引量：2

13

作者 梁炳南 于洪亮 +1 位作者 蔡延年 闫锦 《科学技术与工程》 北大核心 2014年第27期291-294,300,共5页

对于船舶与海洋平台上设置的液舱,舱内液体介质和舷外水对舱体振动性能的影响不容忽视,以钢质液箱为研究对象,建立了流固耦合的有限元数学模型,运用有限元软件ADINA对液箱不同约束条件下的流固耦合现象进行数值计算。采用LMS结构模态分... 对于船舶与海洋平台上设置的液舱,舱内液体介质和舷外水对舱体振动性能的影响不容忽视,以钢质液箱为研究对象,建立了流固耦合的有限元数学模型,运用有限元软件ADINA对液箱不同约束条件下的流固耦合现象进行数值计算。采用LMS结构模态分析系统进行实验研究,完成内、外均有流体载荷作用时液箱的振动模态分析。对比分析了不同边界条件和充液高度下的振动低阶固有频率和振型,所得结果和方法可供流固耦合方面研究参考。 展开更多

关键词 模态实验 固有频率 附加质量 流固耦合 液箱 有限元

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基于(u_i,p)格式的U型渡槽动力特性及动力响应分析 被引量：4

14

作者 白新理 张静 刘景全 《华北水利水电学院学报》 2008年第6期10-14,共5页

结合沙河渡槽的设计要求,考虑渡槽在正常运行过程中槽内水体与槽身产生的动力相互作用,采用流固耦合的理论,建立了水体和结构的耦合场模型,然后对渡槽进行了振动特性分析,探讨了渡槽在6种工况下的模态变化范围,用拟静力法进行动力响应计... 结合沙河渡槽的设计要求,考虑渡槽在正常运行过程中槽内水体与槽身产生的动力相互作用,采用流固耦合的理论,建立了水体和结构的耦合场模型,然后对渡槽进行了振动特性分析,探讨了渡槽在6种工况下的模态变化范围,用拟静力法进行动力响应计算,得出渡槽结构在地震作用下位移和应力响应的最值及随时间变化的规律,为该渡槽的抗震设计提供依据. 展开更多

关键词 渡槽 动力相互作用 流固耦合 模态 拟静力法

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轮胎横向花纹沟噪声影响因素的剖析

15

作者 王国林 高龙 +1 位作者 周海超 毛竹君 《噪声与振动控制》 CSCD 2012年第4期111-115,共5页

运用Abaqus对具有横向花纹沟的轮胎滚动进行有限元分析,提取不同速度、气压、载荷、摩擦系数条件下的轮胎花纹沟表面在轮胎接地过程中位移-时间的变形曲线。为分析横向花纹沟的泵吸噪声,建立单个横向花纹沟及其周围的空气域有限元模型,... 运用Abaqus对具有横向花纹沟的轮胎滚动进行有限元分析,提取不同速度、气压、载荷、摩擦系数条件下的轮胎花纹沟表面在轮胎接地过程中位移-时间的变形曲线。为分析横向花纹沟的泵吸噪声,建立单个横向花纹沟及其周围的空气域有限元模型,在沟表面加载位移-时间变形曲线,利用FSI方法分析速度、气压、载荷、摩擦系数等使用因素对横向花纹沟泵吸噪声的影响。结果表明:泵吸噪声随着速度和载荷的增大而增大;气压变化均会使泵吸噪声增大;而摩擦系数对泵吸噪声影响不明显。验证FSI方法分析轮胎泵吸噪声是可行的,对后续低噪声轮胎使用和花纹设计具有一定的指导作用。 展开更多

关键词 声学 轮胎 横向花纹沟 泵吸噪声 fsi方法 影响因素

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海洋微结构湍流垂直剖面仪模态分析方法 被引量：2

16

作者 王子龙 王延辉 +2 位作者 刘玉红 陈宝阔 肖学忠 《机械设计》 CSCD 北大核心 2012年第4期89-92,共4页

给出了一种用于分析海洋微结构湍流垂直剖面仪流固耦合1阶湿模态的、简便的等效数值计算方法,提高了剖面仪的设计效率。在中国南海海域进行的海试实验表明,剖面仪样机能够实现海洋微结构湍流测量,获得正确的海域微结构湍流动能耗散率资... 给出了一种用于分析海洋微结构湍流垂直剖面仪流固耦合1阶湿模态的、简便的等效数值计算方法,提高了剖面仪的设计效率。在中国南海海域进行的海试实验表明,剖面仪样机能够实现海洋微结构湍流测量,获得正确的海域微结构湍流动能耗散率资料,证明了该等效数值计算方法用于指导剖面仪设计是可行的。 展开更多

关键词 海洋微结构湍流垂直剖面仪 数值计算方法 流固耦合 湿模态

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基于流固耦合模型的U型渡槽模态分析及验证 被引量：16

17

作者 张建伟 曹克磊 +2 位作者 赵瑜 江琦 王涛 《农业工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第18期98-104,共7页

为提高渡槽结构工作模态特征的准确度,结合附加质量法原理和流固耦合(fluid solid interaction,FSI)系统理论,以景电工程输水渡槽为研究对象,建立不同形式的固-液耦合模型,对其进行工作模态数值分析,并将数值分析结果与采用小波阈值-经... 为提高渡槽结构工作模态特征的准确度,结合附加质量法原理和流固耦合(fluid solid interaction,FSI)系统理论,以景电工程输水渡槽为研究对象,建立不同形式的固-液耦合模型,对其进行工作模态数值分析,并将数值分析结果与采用小波阈值-经验模态分解联合滤波的希尔伯特-黄变换法(hilbert-huang transform,HHT)实测提取的频率值进行对比。结果表明:考虑FSI系统耦合模型的结果与HHT辨识结果吻合的较好,最大误差值为4.59%,比附加质量模型最大误差小5.97百分点,同阶次频率误差均比附加质量模型小,且弥补了附加质量模型出现的模态缺失现象。可见考虑FSI系统耦合模型的计算结果在模拟阶数和精度方面都优于附加质量模型,能准确反映渡槽结构的工作特性,可用在渡槽结构动力特性分析中,亦可作为后续渡槽结构损伤诊断研究的基准有限元模型。 展开更多

关键词 灌溉 模态分析 结构动力学 渡槽 附加质量模型 fsi系统耦合模型 小波阈值-EMD联合滤波

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船舶与海洋工程流固耦合数值方法研究进展 被引量：7

18

作者 张桂勇 王双强 +1 位作者 孙哲 肖启航 《中国舰船研究》 CSCD 北大核心 2022年第5期52-73,共22页

流固耦合问题较为复杂,通常难以通过理论推导求得,而数值模拟则能提供一种有效的解决方案,并被广泛用于船舶与海洋工程领域。流固耦合数值方法根据其网格离散方式,可以分为贴体网格方法、非贴体网格方法、重叠网格方法和粒子类方法 4类... 流固耦合问题较为复杂,通常难以通过理论推导求得,而数值模拟则能提供一种有效的解决方案,并被广泛用于船舶与海洋工程领域。流固耦合数值方法根据其网格离散方式,可以分为贴体网格方法、非贴体网格方法、重叠网格方法和粒子类方法 4类,对这4类方法的特点及研究进展进行概述并总结得出:贴体网格方法和重叠网格方法均能精确捕捉界面的变形和演化,适合高雷诺数流动问题,在考虑结构变形时一般采用贴体网格方法,而考虑复杂几何形状的刚体运动时则常采用重叠网格方法;非贴体网格方法能够避免网格的更新操作,使计算较为简单,目前多用于模拟流动控制、水下柔性仿生航行器的研发以及多体运动干扰等问题;粒子类方法因其固有的拉格朗日属性,在模拟涉及自由液面剧烈变形、砰击、爆炸等强非线性流固耦合问题中发挥着重要作用。不同的流固耦合问题属性决定了不同方法的适用性,如何选取适合的数值方法,同时结合各类方法的优势开发新的计算方法以应对更为复杂的问题,是流固耦合算法开发的重要发展方向。 展开更多

关键词 流固耦合 贴体网格方法 非贴体网格方法 重叠网格方法 粒子类方法

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倾斜管道物料输送中流固耦合振动问题的算法研究与应用

19

作者 侯祥林 余海丰 +1 位作者 王洁乐 孙红 《沈阳建筑大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2014年第1期147-153,共7页

目的针对倾斜管道物料输送的流固耦合振动问题建立通用求解算法以解决实际工程问题.方法对具有倾斜角度的物料输送管道建立力学模型,应用力学原理推导了倾斜管道的流固耦合动力学方程;通过无量纲化获得简化形式的振动微分方程;应用有限... 目的针对倾斜管道物料输送的流固耦合振动问题建立通用求解算法以解决实际工程问题.方法对具有倾斜角度的物料输送管道建立力学模型,应用力学原理推导了倾斜管道的流固耦合动力学方程;通过无量纲化获得简化形式的振动微分方程;应用有限差分法构造了五点差分格式计算模型,并利用VB语言编制了求解响应分析计算程序.结果通过对不同时刻管道振动图像的对比分析可知,当没有流体流过管道时,管道处于平衡位置,且管道末端纵向位移是0.7 mm;当有流体流动时,管道末端的最大摆动幅度为8 mm,最大振动增量为0.56 mm.由此表明流固耦合现象是引起管道振动的主要原因.结论应用笔者方法可有效解决倾斜管道流固耦合振动问题. 展开更多

关键词 倾斜管道 流固耦合 有限差分 物料输送

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简支梁输流管道流固耦合差分迭代算法研究与应用

20

作者 侯祥林 王洁乐 +1 位作者 孙红 王瑞堂 《沈阳建筑大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2015年第1期149-157,共9页

目的考虑流体流动惯性力的作用,建立流体与管道的流固耦合非线性动力学方程,通过构造新的数值差分算法,解决简支梁输流管道流固耦合特性问题.方法采用量纲分析法对动力学方程进行无量纲化处理.基于有限差分理论,建立动力学模型差分方程... 目的考虑流体流动惯性力的作用,建立流体与管道的流固耦合非线性动力学方程,通过构造新的数值差分算法,解决简支梁输流管道流固耦合特性问题.方法采用量纲分析法对动力学方程进行无量纲化处理.基于有限差分理论,建立动力学模型差分方程组,并运用追赶法求解离散差分方程组.结果在Visual Basic 6.0语言平台上编制求解各离散点振动位移的通用程序,通过对比分析获得不同流速和阻尼下的振动响应规律:当流速一定时,阻尼的大小只改变系统的振动幅度,而不改变系统的频率特性,管道的最大振幅由初始管道长度的3%降低到0.8%;当阻尼一定且流速不断增大时,系统的振幅也随之增大,而固有频率随流速的增大而逐渐降低,从而推断出系统的临界流速为520 m/s.结论研究结果表明,笔者提出的差分迭代算法不仅简单有效,同时也为工程实际应用提供了新思想. 展开更多

关键词 流固耦合 无量纲化 有限差分法 程序设计

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