天然气管网动态等效电路模型及其在电-气耦合系统动态仿真中的应用

1

作者 宋瑞凯 杜松怀 +3 位作者 夏越 陈颖 苏娟 方旺 《高电压技术》 北大核心 2025年第2期890-902,I0036,I0037,共15页

随着电力和天然气系统之间的相互依赖性越来越强,有必要对电-气耦合系统进行综合分析。该文提出了一种基于电路类比的天然气管网动态建模方法,在电力系统仿真软件中构建了天然气网络动态仿真模型。首先,利用差分近似将描述天然气管道动... 随着电力和天然气系统之间的相互依赖性越来越强,有必要对电-气耦合系统进行综合分析。该文提出了一种基于电路类比的天然气管网动态建模方法,在电力系统仿真软件中构建了天然气网络动态仿真模型。首先,利用差分近似将描述天然气管道动态特性的偏微分方程转换为常微分方程,通过将气动量类比为电气量,建立了考虑流体阻力时变且具有恒阻抗参数的天然气管道等效电路模型。然后,依据调节阀的调压与截流特性构建了恒阻抗等效电路模型,并有效地利用该模型模拟了调节阀在管道中的调节特性。最后,以单轴燃气轮机为能量转换元件构建了电-气耦合系统,并深入分析了天然气网络与电力系统之间的动态交互影响。仿真结果表明,该文所提出的等效电路模型具有较高的准确性,具有恒定阻抗参数的模型有效提升了仿真效率。天然气网络中的负荷波动或调节阀误动作会导致燃气轮机输出功率不稳定进而对电网侧产生影响,同时,燃气轮机的输出功率的调整也会对天然气网络中的流量和压力分布产生影响。 展开更多

关键词 电-气耦合系统 天然气管道 调节阀 等效电路 恒定阻抗参数

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输液直管道流-固耦合振动响应计算方法与应用 被引量：1

2

作者 田瑞 常亮 +1 位作者 韩涛 聂小华 《应用数学和力学》 CSCD 北大核心 2024年第12期1494-1505,共12页

输液管道系统中存在液体压力脉动和管道结构的高度非线性耦合效应,在外激励作用下将产生剧烈的耦合振动现象,严重时会导致输液管道及连接结构失效.针对输液管道流-固耦合振动响应解析方法缺乏,研究了基于微分变换法(DTM)求解含复杂支承... 输液管道系统中存在液体压力脉动和管道结构的高度非线性耦合效应,在外激励作用下将产生剧烈的耦合振动现象,严重时会导致输液管道及连接结构失效.针对输液管道流-固耦合振动响应解析方法缺乏,研究了基于微分变换法(DTM)求解含复杂支承的输液管道系统动力学特性及振动响应理论,基于Bernoulli-Euler梁理论建立了跨中含复杂弹性支承的输液直管道流-固耦合振动微分方程,详细推导了基于DTM计算简支、含附加弹性支承输液直管道系统固有频率、位移响应及支承约束反力的表达式,研究了输液管道内压强、流速及附加支承刚度和位置对管道系统固有频率、支承约束反力的影响,并基于结构有限元分析方法验证了DTM的计算精度.研究表明:采用DTM计算含复杂支承输液管道系统流-固耦合振动特性及响应的精度高、适用性强,尤其在复杂边界以及跨中含有附加支承管道系统振动响应计算方面具有明显的优势,基于DTM可以便捷计算流固耦合管道系统强迫振动中的力学响应,为管道及其连接结构的设计提供理论依据. 展开更多

关键词 输液直管道 微分变换法 流-固耦合 弹性支承 振动响应

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土壤湿度-地表气温耦合对长江中下游地区2022年8月复合型热浪事件的影响 被引量：1

3

作者 崔彩珍 余锦华 +1 位作者 代刊 云星娥 《地球物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2024年第5期1709-1720,共12页

2022年8月长江中下游地区的复合型热浪给社会经济、人类健康、农业生产和自然环境等方面均造成了严重影响.本文利用国家信息中心提供的1979—2022年6—8月逐日最高、最低气温和欧洲中期天气预报中心再分析数据集的土壤湿度等资料,定义... 2022年8月长江中下游地区的复合型热浪给社会经济、人类健康、农业生产和自然环境等方面均造成了严重影响.本文利用国家信息中心提供的1979—2022年6—8月逐日最高、最低气温和欧洲中期天气预报中心再分析数据集的土壤湿度等资料,定义了复合型热浪事件强度指数及其相应的土壤湿度-地表气温耦合指数,采用分段线性拟合等方法,探讨此次复合型热浪特征及土壤湿度-地表气温耦合的影响.结果表明:(1)2022年8月长江中下游地区的复合型热浪事件强度为1979年以来最强,伴随最强的土壤湿度-地表气温耦合.空间分布显示,强的热浪发生在四川东部、重庆西部、湖南等地,这些区域的土壤湿度严重偏干,蒸发受限,获得的净辐射主要用于地表向上的感热通量,使土壤湿度-地表气温出现强的正反馈过程,对热浪的维持起重要作用.(2)复合型热浪中土壤湿度-地表气温耦合影响日间和夜间热浪的物理强迫及过程不同:日间,地表净太阳短波向下辐射增强的强迫作用,促使发生强的土壤湿度-地表气温耦合,引起日间热浪.夜间,白天积累在土壤的热量,通过减小大气热量通量辐散,使夜间地表气温下降减慢,形成夜间热浪,这与以往研究单独夜间热浪的过程不同,后者认为夜间热浪主要与大气柱水汽增加引起的大气逆辐射增强有关. 展开更多

关键词 复合型热浪事件 土壤湿度-地表气温耦合 长江中下游地区

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流体输送管道的固-液耦合特性 被引量：16

4

作者 王世忠 于石声 赵阳 《哈尔滨工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2002年第2期241-244,共4页

用有限元法推导流体输送管道固 -液耦合振动方程 ,得到反对称的固 -液耦合阻尼矩阵和对称的固 -液耦合刚度矩阵 .用QR法计算管道的前四阶固有频率 .分别讨论了流体流速、压强变化以及固 -液耦合阻尼和刚度对管道固有频率的影响 ;给出了... 用有限元法推导流体输送管道固 -液耦合振动方程 ,得到反对称的固 -液耦合阻尼矩阵和对称的固 -液耦合刚度矩阵 .用QR法计算管道的前四阶固有频率 .分别讨论了流体流速、压强变化以及固 -液耦合阻尼和刚度对管道固有频率的影响 ;给出了不同边界条件管道的临界速度和管道前四阶固有频率 -流速曲线 .这对于火箭发动机燃料馈给管道、水轮机供水管道、城市集中供热干管、输水母管、石油集输管线等的研究与设计都有参考意义 . 展开更多

关键词 有限元法 流体输送管道 固-液耦合特性 固有频率 临界速度

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基于热-结构耦合的干气压缩机出口输气管道应力分析 被引量：30

5

作者 张国威 周国强 刘金梅 《流体机械》 CSCD 北大核心 2011年第12期43-46,17,共5页

结合高温高压管道在生产中的重要性,利用大型有限元分析软件ANSYS对输气管道的温度场和应力应变场的变化进行分析研究。采用具备符合高温高压管道受力特点的ANSYS单元,对管道进行热结构耦合的应力分析,掌握了管道在内压恒定、不同温度... 结合高温高压管道在生产中的重要性,利用大型有限元分析软件ANSYS对输气管道的温度场和应力应变场的变化进行分析研究。采用具备符合高温高压管道受力特点的ANSYS单元,对管道进行热结构耦合的应力分析,掌握了管道在内压恒定、不同温度载荷下的应力分布规律。计算结果表明,当管道温差过大时,外壁所受应力较大,应进行必要的保温措施,从而防止管道泄漏或破裂等恶性事故的发生。 展开更多

关键词 高温高压输气管道 应力分析 热-结构耦合 数值模拟

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直埋供热管道直角弯管热-力耦合分析 被引量：6

6

作者 江超 官燕玲 +3 位作者 邓顺熙 孟庆龙 石娟玲 曹宏麟 《西安交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第5期125-133,共9页

针对直埋热水供热管道弯管受力的复杂性,基于土弹簧模型建立了三维热-力耦合有限元模型,分析了直埋直角弯管应力的主要影响因素,给出了缩短弯臂长度的热-力耦合有限元模型。建模中管土相互作用考虑了介质的重力和覆土重力等的作用,弯头... 针对直埋热水供热管道弯管受力的复杂性,基于土弹簧模型建立了三维热-力耦合有限元模型,分析了直埋直角弯管应力的主要影响因素,给出了缩短弯臂长度的热-力耦合有限元模型。建模中管土相互作用考虑了介质的重力和覆土重力等的作用,弯头管段的边界条件施加在2个弯臂端头。结果表明,直埋弯管在温升作用下的峰值应力远大于内压作用下的峰值应力;直埋弯管的一次应力随管道壁厚、管道埋深的增加而降低,随内压、弯头曲率半径的增加而增加;直埋弯管的二次应力随管道壁厚的增加而降低,随内压、埋深、温升、弯头曲率半径、弯头端部位移的增加而增加;弯头截面竖向椭圆化对弯头是有利的,而横向椭圆化是有害的;地面荷载作用使弯头最大当量应力减小,对弯头起保护作用。该研究旨在为直埋管道的安全性分析提供帮助。 展开更多

关键词 直埋供热管道 弯管 应力 热-力耦合分析 有限元模型

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管道埋深对管-土耦合应力的影响规律浅析 被引量：5

7

作者 吴小刚 张土乔 +1 位作者 张仪萍 李洵 《水利水电科技进展》 CSCD 2003年第6期4-6,共3页

考虑管土间应力的耦合特性、管道在动力作用下强烈的非线性特征等,讨论了管土耦合应力在各种典型工况下受管道埋深因素影响的变化规律.结果表明:管道埋深对管土耦合应力起着重要的影响作用,为管道系统的可靠性设计和正常运行的动态控制... 考虑管土间应力的耦合特性、管道在动力作用下强烈的非线性特征等,讨论了管土耦合应力在各种典型工况下受管道埋深因素影响的变化规律.结果表明:管道埋深对管土耦合应力起着重要的影响作用,为管道系统的可靠性设计和正常运行的动态控制提供了必要的计算实例及技术依据. 展开更多

关键词 管道埋深 管-土系统 耦合应力

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固-液耦合Timoshenko管道的稳定性分析 被引量：12

8

作者 冯振宇 赵凤群 《应用力学学报》 CAS CSCD 北大核心 1999年第3期47-52,共6页

根据Ｈａｍ ｉｌｔｏｎ 原理推导了Ｔｉｍ ｏｓｈｅｎｋｏ 管道的固液耦合振动微分方程。用幂级数法计算了Ｔｉｍ ｏｓｈｅｎｋｏ 管道的固有频率和临界流速。给出了管道前三阶固有频率流速的关系曲线，分析了转动惯量对该输流管道... 根据Ｈａｍ ｉｌｔｏｎ 原理推导了Ｔｉｍ ｏｓｈｅｎｋｏ 管道的固液耦合振动微分方程。用幂级数法计算了Ｔｉｍ ｏｓｈｅｎｋｏ 管道的固有频率和临界流速。给出了管道前三阶固有频率流速的关系曲线，分析了转动惯量对该输流管道的稳定特性的影响。计算结果表明，转动惯量对两端简支的固液耦合Ｔｉｍ ｏｓｈｅｎｋｏ 管道的静力失稳没有影响。 展开更多

关键词 管道 固-液耦合振动 稳定性 临界流速

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L形高真空多层绝热低温管道热-结构耦合分析 被引量：5

9

作者 陈叔平 毛红威 +3 位作者 杨佳卉 李军 刘福录 张军辉 《天然气工业》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第3期95-103,共9页

用于输送LNG等低温介质的高真空多层绝热(HV-MLI)低温管道常处于深冷环境且要承受流体内压,在热-结构耦合作用下的受力较为复杂。为了研究HV-MLI低温管道各部件在复杂载荷作用下的响应状况,以某水平—竖直走向的L形HV-MLI低温管道为例,... 用于输送LNG等低温介质的高真空多层绝热(HV-MLI)低温管道常处于深冷环境且要承受流体内压,在热-结构耦合作用下的受力较为复杂。为了研究HV-MLI低温管道各部件在复杂载荷作用下的响应状况,以某水平—竖直走向的L形HV-MLI低温管道为例,建立了热-结构耦合分析有限元模型,计算得出了不同工况下的管道温度场分布情况,以及管道中内管、外管、热桥、波纹管和绝热支撑上的应力及应力随各载荷的变化关系。分析结果表明:(1)绝热支撑和热桥是影响管道漏热量的主要部件,以输送LN_2为例,通过上述两个部件的漏热量分别占管道总漏热量的49.07%和49.32%;(2)内管、外管、弯头及热桥等部件应力较小且低于材料屈服极限,实际使用过程中不易发生危险;(3)波纹管应力随输送介质温度的降低和补偿内管长度的增加而增大,水平管段波纹管的应力较高,是管道中的危险部件;(4)内管所受内压是影响绝热支撑应力的主要因素,随内管内压的增大,水平管段与竖直管段中离弯头最近的绝热支撑应力大幅增加,而远离弯头的其他位置处的绝热支撑应力变化不大,因而可适当增加离弯头最近的绝热支撑厚度,同时减少远离弯头处支撑的厚度,以便在保证强度的同时减少漏热量。 展开更多

关键词 液化天然气 高真空多层绝热 低温管道 波纹管 绝热支撑 热-结构耦合 有限元方法 应力 漏热量

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直埋热水供热管道三通热-力耦合分析 被引量：4

10

作者 江超 官燕玲 +1 位作者 邓顺熙 王军 《西安建筑科技大学学报（自然科学版）》 CSCD 北大核心 2016年第4期585-592,共8页

针对直埋热水供热管道三通受力的复杂性,基于土弹簧模型建立了热-力耦合有限元模型,分析了直埋三通应力的主要影响因素,并给出了简化三通接管长度的热-力耦合有限元模型.建模中管土相互作用考虑了介质本身的重量和覆土重力等的作用,三... 针对直埋热水供热管道三通受力的复杂性,基于土弹簧模型建立了热-力耦合有限元模型,分析了直埋三通应力的主要影响因素,并给出了简化三通接管长度的热-力耦合有限元模型.建模中管土相互作用考虑了介质本身的重量和覆土重力等的作用,三通管段的边界条件施加在主管和支管端头.结果表明,直埋三通在温升作用下,相贯区峰值应力较大;直埋三通的二次应力随温升、管道壁厚、支管管径、主管过渡段长度变化,而受内压影响较小;地面荷载作用使三通最大当量应力减小,对三通起保护作用.该结果旨在为直埋管道的安全性提供帮助. 展开更多

关键词 直埋供热管道 三通 热-力耦合 有限元分析

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热-应力耦合场作用下含缺陷压力管道的应力强度因子研究 被引量：12

11

作者 宋杰 王作文 孟小平 《森林工程》 2010年第3期33-36,65,共5页

含有轴向长裂纹承受超高压的厚壁压力管道,当其内外壁温度不一致时会产生热应力,从而使总的应力场发生变化,裂纹尖端的应力强度因子也将发生变化。本文用有限单元法计算了由稳态热荷载和内压力共同引起的应力强度因子,并通过选取几组不... 含有轴向长裂纹承受超高压的厚壁压力管道,当其内外壁温度不一致时会产生热应力,从而使总的应力场发生变化,裂纹尖端的应力强度因子也将发生变化。本文用有限单元法计算了由稳态热荷载和内压力共同引起的应力强度因子,并通过选取几组不同的厚壁管道几何参数、裂纹参数和温度参数,分析了它们对应力强度因子的影响规律。总结后发现,热-应力耦合场作用下,应力强度因子随径比、裂纹深度比和温度比的增加而增加,且外壁温度高于内壁时得到的应力强度因子更大,压力管道处于更加危险的工况,工程上需要特别注意。 展开更多

关键词 热-应力耦合场 压力管道 应力强度因子 有限元分析

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外加横向激励对固-铰支承管道流固耦合振动的影响 被引量：5

12

作者 朱卫平 周楚健 狄勤丰 《上海大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2016年第5期597-605,共9页

首先,由Hamilton原理推导外侧施加横向激励的输液管道流固耦合弯曲振动微分方程,针对固-铰支承管道提出一种新的振型函数,利用Galerkin法求得前五阶固有频率表达式,并且通过对比验证了新振型函数的正确性.其次,在一阶截断情况下求得这... 首先,由Hamilton原理推导外侧施加横向激励的输液管道流固耦合弯曲振动微分方程,针对固-铰支承管道提出一种新的振型函数,利用Galerkin法求得前五阶固有频率表达式,并且通过对比验证了新振型函数的正确性.其次,在一阶截断情况下求得这类管道的挠度、弯矩和剪力表达式,讨论了流速、液压和外激频率变化对固-铰支承管道中点挠度和最大弯矩的影响.结果表明,由新振型函数确定的前五阶固有频率不仅计算简便而且具有很高的精度,同时验证了输液管道固有频率对液压和流速的依赖性,也证实了对于流固耦合问题,结构发生共振与外激频率接近结构固有频率有关同样适用. 展开更多

关键词 流固耦合 固有频率 受迫振动 GALERKIN法 固-铰支承管道

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高温输气管道热-结构耦合数值仿真分析 被引量：4

13

作者 刘金梅 张国威 +1 位作者 周国强 邵婷 《中国工程机械学报》 北大核心 2015年第4期358-362,共5页

针对高温输气管道的结构特点和输送的介质特征,考虑到静压和温度的耦合作用,根据有限元理论,构建了基于稳态热传导的输气管道热-结构耦合模型,提出了数值求解该问题的方法和具体实施步骤,并以某干气压缩机的输气管道为研究对象进行了数... 针对高温输气管道的结构特点和输送的介质特征,考虑到静压和温度的耦合作用,根据有限元理论,构建了基于稳态热传导的输气管道热-结构耦合模型,提出了数值求解该问题的方法和具体实施步骤,并以某干气压缩机的输气管道为研究对象进行了数值建模和仿真模拟,分析并揭示了内外管壁温度不同条件下结构性能的变化规律.结果表明:应用该方法可以实现高温输气管道热-结构耦合的数值模拟和仿真分析,为管道的现场施工、实时监测和安全性分析提供有价值的参考意见. 展开更多

关键词 输气管道 高温 热-结构耦合 稳态热传导 数值模拟

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海底管道整体屈曲的枕木-浮力耦合法研究 被引量：1

14

作者 刘润 李青欣 +1 位作者 李成凤 郝心童 《海洋科学》 CAS CSCD 北大核心 2021年第2期106-118,共13页

不埋海底管道在高温高压作用下,易发生水平向整体屈曲。实际工程中,常通过在管道路由上设置整体屈曲触发装置,实现对水平向整体屈曲的有效控制,其中以枕木法的成功应用最为多见。本文分析了枕木法的主要影响因素并验证了采用枕木法会出... 不埋海底管道在高温高压作用下,易发生水平向整体屈曲。实际工程中,常通过在管道路由上设置整体屈曲触发装置,实现对水平向整体屈曲的有效控制,其中以枕木法的成功应用最为多见。本文分析了枕木法的主要影响因素并验证了采用枕木法会出现管道屈曲段应力集中的现象,对比了枕木法、分布浮力法和枕木-浮力耦合法对管道整体屈曲变形规律的影响,采用数值模拟方法系统研究了枕木及浮力参数对管道水平向屈曲和后屈曲的影响规律。研究表明,在枕木两侧设置浮力段的人工触发装置可有效触发管道整体屈曲,同时促使管道虚拟锚固点间轴力的释放,降低了管道中屈曲段的应力,相较枕木法,枕木-浮力耦合法可将管道中的最大应力降低23%。 展开更多

关键词 海底管道 水平向整体屈曲 数值模拟 枕木-浮力耦合法

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海底多跨管道流-固-土多场耦合试验研究 被引量：3

15

作者 徐万海 艾化楠 +1 位作者 贾昆 马烨璇 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2023年第5期1-6,共6页

为弥补现阶段缺乏多跨管道涡激振动试验研究的不足,综合考虑流-固-土多场耦合,创造性地设计了一套完整的拖曳水池试验系统,并开展了多跨管道涡激振动试验观测。该试验系统可实现海底管道结构自身属性、土体作用、来流速度和预张力等因... 为弥补现阶段缺乏多跨管道涡激振动试验研究的不足,综合考虑流-固-土多场耦合,创造性地设计了一套完整的拖曳水池试验系统,并开展了多跨管道涡激振动试验观测。该试验系统可实现海底管道结构自身属性、土体作用、来流速度和预张力等因素对多跨管道涡激振动影响的数据获取,可为后续多跨管道涡激振动的理论研究和数值模拟提供数据参考和验证。研究结果表明:该系统可精准模拟多跨管道复杂的涡激振动现象。该研究可为多跨管道跨间作用机理的试验研究提供新思路,同时为系统地研究多跨管道涡激振动提供试验装备支持。 展开更多

关键词 涡激振动(VIV) 多跨管道 流-固耦合 水池试验

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基于SWAT-MODFLOW地表-地下水耦合模型的结构与应用研究 被引量：4

16

作者 刘文冲 赵良杰 +3 位作者 崔亚莉 曹建文 王莹 李美玲 《中国岩溶》 CAS CSCD 北大核心 2023年第6期1131-1139,共9页

为了利用Seonggyu Park和Ryan T.Bailey的SWAT-MODFLOW耦合程序实现地表、地下不同范围模型耦合,同时探究耦合程序输出的以SWAT计算的地下水补给量和以MODFLOW网格计算的补给量之间的差异,以及耦合程序在有关地表地下水研究上的优势。... 为了利用Seonggyu Park和Ryan T.Bailey的SWAT-MODFLOW耦合程序实现地表、地下不同范围模型耦合,同时探究耦合程序输出的以SWAT计算的地下水补给量和以MODFLOW网格计算的补给量之间的差异,以及耦合程序在有关地表地下水研究上的优势。本文以该耦合程序示例模型美国佐治亚州南部小河流域(LRW)为例,选取模型中SWAT划分的104号子流域为边界,用GMS10.4建立地下水流模型,最后将地下水流模型和原SWAT模型进行耦合。研究结果表明:(1)耦合程序能实现以地表分水岭自然边界为范围的SWAT模型与以子流域为边界的小范围MODFLOW模型的耦合,但由于地下水流模型网格边界和子流域边界不能完全匹配,导致MODFLOW以网格计算的地下水降雨补给量和SWAT统计的地下水降雨补给量存在差异,误差随网格变小而变小;(2)耦合后各均衡项发生了变化,河道对地下水的总补给量变为耦合前的15.25%,地下水向河道的总排泄量比耦合前多19.29%,总降雨补给比耦合前多17.07%,总蒸发量是耦合前的3.08倍。经过研究发现耦合模型能更准确的模拟地表地下水文过程,反映降水与地下水、地表水与地下水转化关系。 展开更多

关键词 SWAT-MODFLOW 耦合模型 地表-地下水

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撬装式LNG加液站管道非线性热-结构耦合有限元分析 被引量：5

17

作者 陈珑彦 鲁金忠 殷劲松 《机械强度》 CAS CSCD 北大核心 2014年第5期762-767,共6页

为分析-162℃和1.6 MPa内压下撬装式液化天然气加液站管道的应力和强度,采用UG建立几何三维模型并导入软件Ansys,分别模拟了加液、卸车和调饱和三种运行状态的温度场,然后进行非线性热-结构耦合分析,获得了整个管路的应力分布状况,同时... 为分析-162℃和1.6 MPa内压下撬装式液化天然气加液站管道的应力和强度,采用UG建立几何三维模型并导入软件Ansys,分别模拟了加液、卸车和调饱和三种运行状态的温度场,然后进行非线性热-结构耦合分析,获得了整个管路的应力分布状况,同时确定最大应力位置并进行强度校核,并通过强度试验验证有限元法的可行性。结果表明各工况下管道应力符合极限应力要求,低温是产生管道应力的主要因素,法兰端面会出现应力集中。 展开更多

关键词 管道系统 有限元 温度场 热-结构耦合分析 应力

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液氢温区下单温区双管道绝热支撑的热-结构耦合研究分析 被引量：2

18

作者 艾丽斯佳 胡石林 +1 位作者 储诚节 吴全锋 《低温工程》 CAS CSCD 北大核心 2022年第2期54-58,64,共6页

以液氢温区下的单温区低温双管道为研究对象,对其进行了热流分析,建立了数学模型及几何模型,采用有限元方法进行了热-结构耦合分析求解,分析了不同壁厚下漏热、应力及形变的变化规律,和不同隔热孔径下的漏热、应力及形变的变化规律。研... 以液氢温区下的单温区低温双管道为研究对象,对其进行了热流分析,建立了数学模型及几何模型,采用有限元方法进行了热-结构耦合分析求解,分析了不同壁厚下漏热、应力及形变的变化规律,和不同隔热孔径下的漏热、应力及形变的变化规律。研究结果表明:壁厚减小,漏热值减少,绝热支撑总体应力增加,支撑形变增大;相同壁厚下,隔热孔孔径增大,漏热值减小,支撑应力减小,形变增大。最终,针对某工程使用的单温区双低温管道,拟合出了壁厚与各个参数量的曲线、方程及漏热值与最大应力的函数方程式,得出最薄壁厚可取为0.638 mm。针对隔热孔孔径的优化,拟合出了孔径与漏热及最大形变的曲线、函数,确定了支撑的最优孔径为82.9 mm。 展开更多

关键词 低温管道 绝热支撑 热-结构耦合 液氢温区

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分布式地表水-地下水耦合数值模型研究进展 被引量：10

19

作者 周妍 白国营 +2 位作者 赵洪岩 王素芬 邵景力 《南水北调与水利科技（中英文）》 CAS CSCD 北大核心 2023年第3期435-446,共12页

系统梳理地表、地下各水文过程中常见的控制方程以及数值求解方法,指出单一地下水模型和单一地表水模型在解决耦合问题中的短板。回顾近年来的相关研究,归纳出11种常见的耦合模型。从模型原理和适用方向2个方面对已有研究概括总结,将耦... 系统梳理地表、地下各水文过程中常见的控制方程以及数值求解方法,指出单一地下水模型和单一地表水模型在解决耦合问题中的短板。回顾近年来的相关研究,归纳出11种常见的耦合模型。从模型原理和适用方向2个方面对已有研究概括总结,将耦合方法划分为松散耦合型、半松散耦合型和紧密耦合型,分析耦合模型在变化环境下的地下水-地表水转化关系、河道生态流量以及地表水-地下水联合调度方面的应用。未来可以重点关注耦合模型在复杂地貌、多样化参数、模型识别验证方法、运算效率以及多学科交叉等方面的研究。 展开更多

关键词 地下水 地表水 地表水-地下水耦合模型 交互 生态流量 联合调度

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地震作用下管道-土耦合结构非平稳随机振动分析 被引量：3

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作者 赵岩 贾甜 周瑞鹏 《应用数学和力学》 CSCD 北大核心 2018年第5期493-505,共13页

考虑地震载荷的非平稳特性和相干特性,建立了地下管道-土耦合结构随机振动分析的一种频域方法.应用Fourier-Stieltjes积分描述非平稳随机过程,由核函数刻画地震载荷的幅值和频率成份等时变特性;同时引入指数型衰减函数描述地震载荷的空... 考虑地震载荷的非平稳特性和相干特性,建立了地下管道-土耦合结构随机振动分析的一种频域方法.应用Fourier-Stieltjes积分描述非平稳随机过程,由核函数刻画地震载荷的幅值和频率成份等时变特性;同时引入指数型衰减函数描述地震载荷的空间分布特性.在频域上结合虚拟激励法和Fourier(傅里叶)分析技术,推导了地下管道-土耦合结构受具有相干特征非平稳随机载荷作用下的响应演变功率谱的闭合解,建立了随机振动输入和输出的频域关系.数值算例与传统的分析方法进行对比验证,说明了建立方法的正确性和有效性;进一步研究了不同土参数变化以及不同端部约束条件下管道结构随机振动行为规律. 展开更多

关键词 幅频非平稳 管道-土耦合结构 随机振动 虚拟激励法 频域方法

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