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题名考虑流体附加质量的输流管道振动特性分析
被引量：13
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作者
肖斌
周玉龙
高超
曹贻鹏
石双霞
刘志刚
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机构
东北电力大学能源与动力工程学院
哈尔滨工程大学动力与能源工程学院
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出处
《振动与冲击》
EI
CSCD
北大核心
2021年第15期182-188,共7页
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基金
国家自然科学基金(51475088,51705071)
吉林省科技发展计划(20140101065JC,20190201109JC,20190103058JH)。
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文摘
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。
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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
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Keywords
fluid-structure interaction(FSI)
fluid added mass
flow-induced vibration(FIV)
flexural natural frequency
pipeline conveying fluid
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分类号
TH212
[机械工程—机械制造及自动化]
TH213.3
[机械工程—机械制造及自动化]
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