放空式流量调节阀的流固耦合振动研究

发布时间：2020-10-10 04:32

　　 流体机械的流场分析技术已经十分成熟,但是其动力特性的重要性却随着事故频发而日益凸显。特别是随着大尺寸、大容量的方向发展,自身的固有频率随之降低,与干扰激振力的频率愈来愈接近,因此研究流体机械的稳定性问题变成一个十分有现实意义的问题。本文以放空阀的流固耦合振动为切入点,针对流体机械的流固耦合问题进行了有益的研究和探索,得到了一些具有工程实际意义的研究方法。 从放空式流量调节阀的现场应用出发,全面分析了放空式流量调节阀发生共振的可能性,为设计提供参考和指导;从有限元的知识和基于有限元的有限体积分出发,系统的给出了要实现流固耦合求解需要的理论知识,且结合国内外最新的算法,以综述的形式具体给出。在此基础上,给出了流固耦合的数学以及在ANSYS中实现流固耦合问题的主要方法。在数值模拟上首先探寻在空气中的放空阀的模态,然后结合计算流体动力学的分析,将数据同步传到模态分析模块求解出了流固耦合的振动模态,并进行对比,发现固有频率下降明显,更加凸显分析流固耦合固有频率的意义。对放空阀进行实物按比例缩放后,,进行不同开度下的放空试验,测得各自工况下的频率和振幅,并且按照相似准则进行换算,得到了实物的频率和振幅。将数值计算得到的固有频率逐一进行对比,发现不会发生共振,为求解流固耦合问题提出了一种新的思路。以实际工程运行经验为基础,结合数值分析中易出现气蚀的区域提出了结构改进方案,现场运行十分稳定。 以上研究构成了一套放空阀动力特性分析的完整程序和方法,同时也可独立运行,可分别进行流固耦合振动,放空阀流场分析的计算以及放空阀的综合优化设计。有关研究成果已在某水电站得到应用,并得到好评。
【学位单位】：长沙理工大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2010
【中图分类】：TH134
【部分图文】：

间接法顺序耦合分析数据流程图

16图 2.2 使用物理环境顺序耦合场分析数据流程 小结流固耦合力学是流体力学与固体力学交叉而生成的一门力学分支，它是研究变流场作用下的各种行为以及固体位形对流场影响这二者相互作用的一门科学应用领域十分广泛，也因此诞生了很多不同的流固耦合算法，本章在查阅了大

放空阀示意图

【参考文献】

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本文编号：2834733