考虑土-结构相互作用渡槽流固耦合体风振响应分析 被引量：3

1

作者 张华 纪爱丽 +1 位作者 徐威 何祥瑞 《中南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第5期1845-1850,共6页

以排架渡槽为研究对象,分别建立考虑土-结构相互作用(SSI)效应和不考虑土-结构相互作用(SSI)效应下的三维渡槽-水流固耦合体风振计算模型,通过自回归滑动平均(ARMA)模型模拟脉动风,采用任意拉格朗日-欧拉(ALE)方法求解渡槽和水体的耦合... 以排架渡槽为研究对象,分别建立考虑土-结构相互作用(SSI)效应和不考虑土-结构相互作用(SSI)效应下的三维渡槽-水流固耦合体风振计算模型,通过自回归滑动平均(ARMA)模型模拟脉动风,采用任意拉格朗日-欧拉(ALE)方法求解渡槽和水体的耦合相互作用问题,针对不同水深工况,分别计算分析渡槽流固耦合体系在风荷载随机动力作用下的动力响应。研究结果表明:考虑SSI效应使得渡槽结构横槽向抗风刚度降低,导致结构风振位移响应增大;渡槽结构各部位最大主应力随槽内水深增大而增大,考虑SSI效应渡槽结构主应力稍大于不考虑SSI效应渡槽结构主应力;在脉动风荷载作用下,水深是决定渡槽倾覆力矩和动水压力的控制因素,土-结构作用的影响较小。 展开更多

关键词 排架渡槽 土-结构相互作用 流固耦合 风振响应

在线阅读 下载PDF 职称材料

软土场地大型LNG储罐考虑桩土相互作用的地震响应分析 被引量：16

2

作者 刘帅 翁大根 张瑞甫 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2014年第7期24-30,50,共8页

在通用有限元软件ANSYS平台上建立了桩-土-LNG储罐相互作用体系的三维整体有限元模型,分析了在IV类软土场地上考虑桩土相互作用对LNG储罐地震响应的影响。结果表明,LNG储罐的基底剪力峰值、倾覆力矩峰值和内罐壁等效应力最大值均有不同... 在通用有限元软件ANSYS平台上建立了桩-土-LNG储罐相互作用体系的三维整体有限元模型,分析了在IV类软土场地上考虑桩土相互作用对LNG储罐地震响应的影响。结果表明,LNG储罐的基底剪力峰值、倾覆力矩峰值和内罐壁等效应力最大值均有不同程度的减小,而最大晃动波高增大。另外还讨论了不同保温层刚度对LNG储罐地震响应的影响,通过对比发现,保温层刚度对储罐的地震响应具有重要的影响,随着保温层刚度在一定范围内的增加,基底剪力峰值、倾覆力矩峰值和最大晃动波高变化较小,但内罐壁等效应力最大值减小明显。 展开更多

关键词 LNG储罐 流固耦合 桩土相互作用 数值模拟

在线阅读 下载PDF 职称材料

基于渗流与应力耦合的防渗墙与坝体相互作用的数值模拟 被引量：27

3

作者 高江林 陈云翔 《水利水运工程学报》 CSCD 北大核心 2013年第2期58-63,共6页

封闭式坝体防渗墙在土石坝除险加固工程中得到广泛应用.然而,目前针对土石坝加固工程中增建的封闭式坝体防渗墙的研究相对较少,特别是关于墙-坝体相互作用的研究中很少考虑渗流与应力的耦合作用.为探讨土石坝加固工程中墙-坝体相互作用... 封闭式坝体防渗墙在土石坝除险加固工程中得到广泛应用.然而,目前针对土石坝加固工程中增建的封闭式坝体防渗墙的研究相对较少,特别是关于墙-坝体相互作用的研究中很少考虑渗流与应力的耦合作用.为探讨土石坝加固工程中墙-坝体相互作用的数值模拟方法及作用机理,在分析实际工程条件的基础上,利用ABAQUS有限元软件建立渗流与应力耦合数值模型,实现了同时考虑墙-土接触、渗流-应力耦合共同作用的模拟.分析结果表明,所采用的耦合数值模型能较好模拟防渗墙与坝体的相互作用;土石坝加固工程中的封闭式坝体防渗墙墙体的应力主要由水平荷载引起,简单忽略渗流与应力的耦合作用会导致墙体应力的计算结果偏于不安全。 展开更多

关键词 防渗墙 土石坝 相互作用 数值模拟 流固耦合 有限元法 除险加固

在线阅读 下载PDF 职称材料

重力坝-库水-地基相互作用分析方法比较研究 被引量：7

4

作者 王铭明 陈健云 徐强 《大连理工大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第5期715-722,共8页

对5种不同高度的重力坝分别采用流固耦合模型与附加质量模型进行了坝体-库水系统相互作用的时域地震动分析.将这两种模型计算所得动水压力结果与Westergaard公式解析解相比较可知,约70m高的中低重力坝采用Westergaard公式计算动水压力... 对5种不同高度的重力坝分别采用流固耦合模型与附加质量模型进行了坝体-库水系统相互作用的时域地震动分析.将这两种模型计算所得动水压力结果与Westergaard公式解析解相比较可知,约70m高的中低重力坝采用Westergaard公式计算动水压力就能满足工程实际的要求;对于160m以上的中高重力坝,采用流固耦合模型计算库水作用及坝体动力响应较为接近现实情况.从坝体频率、位移、峰值加速度(PGA)三个方面的结果可以看出,附加质量模型模拟地震条件下库水对坝体作用较流固耦合模型有一定的夸大,对中高坝而言更为显著.地基对200m级高坝库水作用的影响非常明显,在计算坝体与库水相互作用时地基作用不可忽略;对于70m高的中低坝,地基作用可以不用考虑. 展开更多

关键词 流固耦合 Westergaard公式 附加质量 动水压力 坝体-库水相互作用

在线阅读 下载PDF 职称材料

桩—土—渡槽—水相互作用动力特性分析 被引量：1

5

作者 王博 申金虎 徐建国 《水电能源科学》 北大核心 2012年第11期101-103,215,共4页

目前,对渡槽抗震性能的研究多集中在槽身与水体的流固耦合问题上,对桩土间的动力相互作用则研究较少,然而桩土相互作用会影响渡槽结构对动荷载尤其是地震荷载的反应。为探究桩土相互作用对渡槽结构动力特性的影响,采用大型有限元软件ABA... 目前,对渡槽抗震性能的研究多集中在槽身与水体的流固耦合问题上,对桩土间的动力相互作用则研究较少,然而桩土相互作用会影响渡槽结构对动荷载尤其是地震荷载的反应。为探究桩土相互作用对渡槽结构动力特性的影响,采用大型有限元软件ABAQUS对南水北调中线工程双洎河渡槽建立了同时考虑流固耦合和桩土相互作用的桩—土—渡槽—水三维仿真力学模型,并进行了不同工况下的自振频率及振动模态分析。结果表明,与固结模型相比,考虑桩土相互作用的渡槽结构在地震荷载作用下自振频率减小,桩土相互作用改变了渡槽结构动力特性。 展开更多

关键词 渡槽 桩土相互作用 流固耦合 模态分析 抗震

在线阅读 下载PDF 职称材料

考虑水-土-桥梁动力相互作用的大跨桥梁地震反应分析 被引量：5

6

作者 谷音 林颖清 黄志杨 《自然灾害学报》 CSCD 北大核心 2018年第2期84-93,共10页

为了研究地震动作用下动水压力对深水桥梁的影响,基于局部动力人工边界、流体边界及流固耦合理论方法建立了水-土-单桩整体模型,通过水平地震作用下的动力时程反应分析,同简化的Morison方程法模拟方式及无水模型进行对比分析,研究考虑... 为了研究地震动作用下动水压力对深水桥梁的影响,基于局部动力人工边界、流体边界及流固耦合理论方法建立了水-土-单桩整体模型,通过水平地震作用下的动力时程反应分析,同简化的Morison方程法模拟方式及无水模型进行对比分析,研究考虑桩土作用前提下工程简化方法和考虑流固耦合的整体方法的差异,以及桩土作用下动水压力对单桩结构动力反应的影响。在此基础上,以某跨海大跨连续刚构桥为背景,首次建立了水-土-桥梁系统的整体动力有限元模型,研究水-土-桥梁系统的地震动力反应,分析了桥梁各构件的内力幅值和分布规律,并与未考虑动水作用下的桥梁结构进行对比,分析了动水压力对深水桥梁的地震反应的影响规律。结果表明,动水作用受地震波频率影响较大,但规律相近,相同外部环境下,由于上部结构和桩土相互作用的不同,动水压力对单桩的影响大于大跨桥梁桩基础的影响。对于大跨桥梁,动水作用对处于水中桩基础的影响较大,水中部分的桩基础内力增幅最大,对水位以上的桥墩影响稍小,考虑动水作用后主梁轴力增加,弯矩减小。 展开更多

关键词 桥梁结构地震反应 动水压力 水-土动力相互作用 流固耦合 粘弹性人工边界单元 流体边界

在线阅读 下载PDF 职称材料

FSI效应对管道水击运动特性的影响分析 被引量：10

7

作者 张立翔 杨柯 黄文虎 《水电能源科学》 2001年第4期43-47,共5页

使用哈密顿变分原理和变形体内流体运动的基本方程建立了输流管道流固耦合运动方程 ,由此构造出描述管道波 -流 -振动系统的动力耦合效应的 4 -方程模型 ,并得到了相应的复频解析解 .将该模型与经典模型做了对比分析 ,结果表明 ,改进模... 使用哈密顿变分原理和变形体内流体运动的基本方程建立了输流管道流固耦合运动方程 ,由此构造出描述管道波 -流 -振动系统的动力耦合效应的 4 -方程模型 ,并得到了相应的复频解析解 .将该模型与经典模型做了对比分析 ,结果表明 ,改进模型能更好地反映管道水击运动的特性 . 展开更多

关键词 管道 水击 流固耦合 fsi效应 模型

在线阅读 下载PDF 职称材料

核岛结构PCS水箱FSI效应简化方法研究 被引量：6

8

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

在线阅读 下载PDF 职称材料

坝库系统流固耦合数值分析方法简述 被引量：3

9

作者 王国辉 柴军瑞 杜成伟 《水利水电科技进展》 CSCD 北大核心 2009年第4期89-94,共6页

从水体的研究角度出发,介绍有限差分法、有限体积法、有限元法、边界元法等分析方法以及Lagrange坐标系、Euler坐标系和ALE等描述方式在坝库系统相互作用中的选取与应用。通过对比分析可知:各种方式都有优点及局限性,应具体问题具体分析... 从水体的研究角度出发,介绍有限差分法、有限体积法、有限元法、边界元法等分析方法以及Lagrange坐标系、Euler坐标系和ALE等描述方式在坝库系统相互作用中的选取与应用。通过对比分析可知:各种方式都有优点及局限性,应具体问题具体分析;ALE描述方式具有其独特优势,被较多应用在流固耦合分析领域。最后指出,对于流固耦合问题,需要在数学模型、接触边界相容条件的处理等方面进行深入研究。 展开更多

关键词 流固耦合 坝库相互作用 边界元 有限体积法 Euler坐标系 ALE

在线阅读 下载PDF 职称材料

基于FSI的液压滑阀阀芯稳态热分析 被引量：3

10

作者 晏静江 周大海 《液压与气动》 北大核心 2012年第8期10-13,共4页

针对液压滑阀在中高压系统中,粘性加热使油流温升显著,阀芯受热膨胀,发生磨损甚至卡紧的现象,该文建立了液压滑阀的计算机流体力学(Computational Fluid Dynamics,CFD)三维模型和稳态传热有限元模型(Finite Element Analysis,FEA),利用... 针对液压滑阀在中高压系统中,粘性加热使油流温升显著,阀芯受热膨胀,发生磨损甚至卡紧的现象,该文建立了液压滑阀的计算机流体力学(Computational Fluid Dynamics,CFD)三维模型和稳态传热有限元模型(Finite Element Analysis,FEA),利用流固耦合(Fluid-Solid Interaction,FSI)计算了阀芯在不同开口度下的速度、阀芯温度和阀芯热变形量,分析阀芯在不同开口度下的最高温度和最大变形量的变化趋势,为液压滑阀的设计提供一定的参考意义。 展开更多

关键词 液压滑阀 流固耦合fsi 有限元分析FEA

在线阅读 下载PDF 职称材料

采用变换坐标系法推导坝库系统流固耦合矩阵 被引量：1

11

作者 王国辉 柴军瑞 +1 位作者 曹境英 张胜利 《水电能源科学》 2008年第6期96-98,101,共4页

利用变换坐标系法推导坝库系统流固耦合矩阵,采用附加质量法分析了坝水相互作用。对地震作用下水体对坝体的影响进行了研究。结果表明,水体在地震初期对坝体的运动有一定阻尼作用,对提高坝体的抗震性能有益,但延长了坝体振动时间,并对... 利用变换坐标系法推导坝库系统流固耦合矩阵,采用附加质量法分析了坝水相互作用。对地震作用下水体对坝体的影响进行了研究。结果表明,水体在地震初期对坝体的运动有一定阻尼作用,对提高坝体的抗震性能有益,但延长了坝体振动时间,并对坝体后期运动有一定作用。 展开更多

关键词 流固耦合 流固耦合矩阵 变换坐标系法 坝水相互作用 附加质量法

在线阅读 下载PDF 职称材料

近海单桩式风机地震响应分区耦合分析方法

12

作者 徐小凤 陈少林 孙杰 《岩土工程学报》 EI CAS 北大核心 2025年第1期96-105,共10页

海上风机是低碳可持续能源的重要战略选择之一,其地震安全性问题是急需解决的重要课题。将近海单桩式风机三维地震响应问题看作波动散射问题,结合人工边界条件实现海域场地的波动输入,并基于广义饱和多孔介质统一计算框架,发展了一套海... 海上风机是低碳可持续能源的重要战略选择之一,其地震安全性问题是急需解决的重要课题。将近海单桩式风机三维地震响应问题看作波动散射问题,结合人工边界条件实现海域场地的波动输入,并基于广义饱和多孔介质统一计算框架,发展了一套海水-饱和海床-风机耦合作用高效分区分析方法,实现了综合考虑土-结构相互作用效应和流固耦合效应的近海单桩式风机三维地震响应分析,并分析了海水深度、海床波速和地震波入射角度对近海单桩式风机地震响应的影响。分析结果表明,海水深度和海床剪切波速的变化,一方面会改变自由场,另一方面会改变海域场地-风机体系的自振特性,从而影响风机结构的地震反应。当海水增加到某深度时,体系自振频率与地震波输入频率接近时,风机的地震响应会急剧增大;海床剪切波速对塔底弯矩的影响要比对位移的影响大;当入射角度增大时,塔顶水平向位移和加速度以及塔底弯矩均有不同程度的减小,塔顶竖向位移和加速度均有不同程度的增大。本文没有考虑海床和风机的非线性,考虑非线性时的影响规律需进一步研究。 展开更多

关键词 近海单桩式风机 地震响应分析 土-结构相互作用 流固耦合

在线阅读 下载PDF 职称材料

倾斜细长弹性管涡激振动特性研究

13

作者 王一凡 陈正寿 《海洋工程》 北大核心 2025年第5期26-38,共13页

当弹性管倾斜置于流场中,其尾部流场形态与垂直来流相比有明显差异,此时流固耦合作用更为复杂。采用三维数值模拟方法,对均匀流冲击下的倾斜弹性管的涡激振动开展了仿真研究。首先,通过与试验数据的对比验证了数值方法的可靠性。然后,... 当弹性管倾斜置于流场中,其尾部流场形态与垂直来流相比有明显差异,此时流固耦合作用更为复杂。采用三维数值模拟方法,对均匀流冲击下的倾斜弹性管的涡激振动开展了仿真研究。首先,通过与试验数据的对比验证了数值方法的可靠性。然后,基于对均方根振幅包络图的显性模态分析,发现随着弹性管倾角的增加,其顺流向涡激振动的最大响应幅值会逐渐下降,横流向最大响应幅值大幅增加。接着,通过位置-频率-能量(PFE)图解技术,可观察到倾斜弹性管在顺流向和横流向上均表现出典型的多模态特性。当弹性管倾角达到30°时,主振模态、振动位移等均有所改变,独立性准则(IP)失效。最后,对尾流场的分析发现,在小角度倾斜条件下尾流区出现平行交叉泄涡,大角度倾斜条件下尾涡为倾斜泄涡模式。 展开更多

关键词 倾斜弹性管 涡激振动(VIV) 流固耦合(fsi) 多模态振动 独立性准则(IP)

在线阅读 下载PDF 职称材料

基于FSI的4-方程模型的改进分析 被引量：2

14

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

在线阅读 下载PDF 职称材料

船用螺旋桨流固耦合振动特性分析 被引量：8

15

作者 娄本强 嵇春艳 《大连理工大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第2期154-161,共8页

在船舶航行中,应避免激振力的频率与螺旋桨叶片固有频率接近而产生的共振,达到避振效果.分别使用直接耦合数值计算和瞬态激励实验方法,研究了某实桨叶片在空气中和浸入静水域中的固有流固耦合(FSI)振动特性.结果表明:数值计算与实验结... 在船舶航行中,应避免激振力的频率与螺旋桨叶片固有频率接近而产生的共振,达到避振效果.分别使用直接耦合数值计算和瞬态激励实验方法,研究了某实桨叶片在空气中和浸入静水域中的固有流固耦合(FSI)振动特性.结果表明:数值计算与实验结果吻合较好;直接耦合法具有精度高和收敛性好的优点.根据工程实际要求,提出了螺旋桨叶片首阶振动频率的经验公式,估算精度满足要求,具有节省时间、提高效率的优点. 展开更多

关键词 螺旋桨振动 流固耦合(fsi) 瞬态激励实验 直接耦合数值计算 经验公式法

在线阅读 下载PDF 职称材料

基于WCSPH-SPIM流固耦合模型的弹性体入水模拟 被引量：3

16

作者 施书文 张桂勇 +1 位作者 王双强 胡泰安 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2020年第18期103-108,共6页

对于入水砰击这类强非线性问题,运用网格方法不可避免会发生网格畸变、自由液面捕捉不准确等问题,而拉格朗日型无网格方法在处理该类问题时展现出很强的优越性。针对这一特点,采用两种无网格方法分别作为流体与固体求解器、建立流固耦... 对于入水砰击这类强非线性问题,运用网格方法不可避免会发生网格畸变、自由液面捕捉不准确等问题,而拉格朗日型无网格方法在处理该类问题时展现出很强的优越性。针对这一特点,采用两种无网格方法分别作为流体与固体求解器、建立流固耦合模型模拟入水问题;在通过刚性体入水问题对弱可压光滑粒子水动力法(WCSPH)进行验证之后,采用新提出的弱可压光滑粒子水动力与光滑点插值(SPIM)流固耦合方法(WCSPH-SPIM)分别对弹性体低速和高速入水问题进行了计算。结果显示关键点处变形与压力随时间的变化情况都与试验值或半解析解吻合良好,证明了该方法对模拟弹性体入水问题的有效性。 展开更多

关键词 弱可压光滑粒子水动力法(WCSPH) 光滑点插值方法(SPIM) 流固耦合(fsi) 入水

在线阅读 下载PDF 职称材料

基于CFD和FSI的摆线泵仿真分析 被引量：14

17

作者 黄龙龙 王艳华 +1 位作者 刘勇 徐劲松 《液压与气动》 北大核心 2020年第7期69-75,共7页

目前在摆线泵数值模拟方面,多数研究基于CFD对不同运行工况(如转速、温度等)下的泵进行分析,未考虑在流固耦合(Fluid Structure Interaction,FSI)作用下泵的特性。首先基于COMSOL软件建立了摆线泵的模型,对旋转域采用动网格技术,流固耦... 目前在摆线泵数值模拟方面,多数研究基于CFD对不同运行工况(如转速、温度等)下的泵进行分析,未考虑在流固耦合(Fluid Structure Interaction,FSI)作用下泵的特性。首先基于COMSOL软件建立了摆线泵的模型,对旋转域采用动网格技术,流固耦合界面进行设置,设置相应的边界条件后对泵进行CFD和FSI仿真,并与试验结果进行对比。结果表明:FSI的仿真的流量平均值均更接近试验的结果,FSI出口处流量脉动率最大;FSI和试验的出口压力平均值均低于CFD的仿真值,且CFD和FSI的压力均值更接近实际出口边界设置。通过对比内外转子间流体域某一截面速度和压力得出:在吸油区域计算得到的负压CFD大于FSI,计算得到的速度CFD小于FSI;在排油区计算得到的正压力CFD大于FSI,计算得到的速度CFD小于FSI的结果。在内外转子与流体耦合界面某点处CFD的压力随时间的波动值均大于FSI的压力值。通过对比发现耦合对计算结果有很大的影响,对泵进行流固耦合分析使得分析结果更加真实,更有利于对泵的流场和转子动力学特性进行分析。 展开更多

关键词 摆线泵 CFD 流固耦合(fsi) 数值模拟

在线阅读 下载PDF 职称材料

考虑流固耦合的Spar型浮式风力机涡激运动特性研究 被引量：7

18

作者 李磊 张兆德 +1 位作者 张吉萍 曾勇军 《太阳能学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第1期236-241,共6页

对弹性支撑单圆柱在均匀流作用下的涡激运动特性进行数值模拟,捕捉到"锁定区"、"拍"、"频率变换"等现象。柱体周围流场采用Fluent求解,将4阶Runge-Kutta方法代码写入用户自定义函数(UDF)求解运动微分方程... 对弹性支撑单圆柱在均匀流作用下的涡激运动特性进行数值模拟,捕捉到"锁定区"、"拍"、"频率变换"等现象。柱体周围流场采用Fluent求解,将4阶Runge-Kutta方法代码写入用户自定义函数(UDF)求解运动微分方程,运用动网格技术更新流场,实现圆柱与流场的非线性耦合作用。发现随着折合速度的增大,涡激运动响应可分为锁定前支、锁定区、锁定后支3个阶段,在进入锁定区前(折合速度Ur=3)横向运动响应发生拍现象,当跨过锁定区后(折合速度Ur=10)发生频率变换现象。结果表明,横向涡激运动有较大范围的频率锁定现象,频率解锁前后圆柱涡激运动轨迹由"右8字"形变换为"左8字"形。 展开更多

关键词 海上浮式风力机 流固耦合(fsi) 圆柱 涡激运动

在线阅读 下载PDF 职称材料

狭窄通道红细胞跨膜传质特性数值分析 被引量：1

19

作者 傅尧 王骁龙 龚晓波 《力学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第5期1297-1306,共10页

随着对血液微流动过程的不断探索,红细胞在微通道中的运动微观特性备受关注,利用流体力学特性的低损伤手段调控细胞体积并完成跨膜传药也逐渐成为研究热点.为了分析红细胞在微通道中的传质和力学特性及其影响因素,采用浸入式边界法研究... 随着对血液微流动过程的不断探索,红细胞在微通道中的运动微观特性备受关注,利用流体力学特性的低损伤手段调控细胞体积并完成跨膜传药也逐渐成为研究热点.为了分析红细胞在微通道中的传质和力学特性及其影响因素,采用浸入式边界法研究细胞穿越狭窄通道的整个运动过程,并考虑细胞膜表面透水传质效应,完成细胞跨膜传质过程的数值建模,实现对狭窄通道中红细胞跨膜传质过程微观的传质特性数值分析.研究表明,细胞在挤入、排出狭缝的运动过程中,体积先损失、后恢复,在这个过程中,细胞头部和尾部以向外的渗透流出为主,中间部位则以向内的渗透流入为主.文章的研究进一步表明,狭缝挤压过程中的体积净变化是由向内和向外渗透速度的大小差异引起的,而与向内和向外渗透的膜面积差异并无明显关系.对体积变化的影响因素探究后发现,更狭窄的通道和更大的入口出口角均会引起细胞发生更多的体积损失和体积恢复,且出口角的变化会引起细胞体积恢复后所达到的体积稳定值:在固定入口角时,狭缝出口角越大,细胞离开狭缝后的稳定体积越小;细胞的硬度越大、细胞膜通透性(渗透系数)越大,细胞在狭缝中运动过程中的体积损失和体积恢复程度越高. 展开更多

关键词 红细胞 数值模拟 跨膜传质 浸入式边界法 流固相互作用

在线阅读 下载PDF 职称材料

折流板除雾器力学性能数值模拟研究 被引量：11

20

作者 刘丽艳 孔庆森 谭蔚 《高校化学工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第3期477-483,共7页

工业应用较广的折流板除雾器在使用过程中经常出现坍塌、断裂等失效问题,造成设备分离效率下降,影响整个生产工艺流程。今采用有限元分析软件ANSYS中的Mechanical与CFX模块对折流板除雾器的力学性能进行了流固耦合数值模拟,并用实验对... 工业应用较广的折流板除雾器在使用过程中经常出现坍塌、断裂等失效问题,造成设备分离效率下降,影响整个生产工艺流程。今采用有限元分析软件ANSYS中的Mechanical与CFX模块对折流板除雾器的力学性能进行了流固耦合数值模拟,并用实验对模拟结果进行了可靠性验证。结果表明,模拟和实验结果之间最大相对误差11%,平均相对误差4%。流固耦合结果中最大应力maxσ出现在折流板约束处,是工程实际中主要失效位置。选取折流板除雾器约束处最大应力maxσ,进口第一块折板的最大应力max1σ和最大挠度totalw为控制指标,设计L9(34)正交试验研究级数、间距、折角、进口气速对maxσ、max1σ和totalw的影响规律,结果表明对maxσ的影响由强到弱依次为:折角>风速>级数>间距;对max1σ的影响由强到弱依次为:折角>级数>风速>间距;对totalw的影响由强到弱依次为:风速>折角>间距>级数。根据正交分析确定最优的条件为:折角120°、间距10 mm、级数1级、风速3 m?s-1。 展开更多

关键词 折流板除雾器 力学性能 流固耦合 正交分析 实验验证 Fluid-Structure INTERACTIONS (fsi)

在线阅读 下载PDF 职称材料