舰艇疏水系统压力脉动对典型输流管道振动特性影响研究

发布时间：2025-02-11 20:03

　　输流管道是舰艇疏水系统的重要组成部分,辅助水泵完成船舱中工作和生活中产生的污水排出,以及给水舱注、排水的任务,舰艇疏水系统对于整个舰艇能否正常运转有着重大意义。疏水系统的动力源一般为柱塞泵,其存在固有的压力脉动,会激励输流管道产生振动。当振动强烈时不仅会产生振动噪声,严重时还会造成管道破坏,使舰艇疏水系统失效。本文以舰艇疏水系统管道为研究对象,采用仿真和实验相结合的方法对管道在压力脉动激励下的振动特性进行研究。本文首先对舰艇疏水系统柱塞泵的工作特性进行了分析,研究了舰艇疏水系统管道压力脉动产生的原因。然后基于Timoshenko梁模型,建立在非恒定流激励下疏水系统管道流固耦合振动数学模型,模型考虑泊松耦合以及连接耦合对疏水系统管道的影响,建立了疏水系统管道直管单元轴向振动、径向振动方程和水单元的连续性方程、动量方程,并推导出脉动流体激励下振动模型的表达形式。采用有限元方法,运用流固耦合理论,在ANSYS Workbench平台搭建流固耦合模型,研究了在稳态输入时管道的应力、位移分布、流场速度和压力分布,以及在不同负载、不同脉动频率、不同压力脉动率条件下管道的应力、变形情况和动态响应规律,...

【文章页数】：68 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 课题的来源、目的和意义
    1.2 相关领域国内外研究现状
    1.3 本文的研究工作
2 舰艇疏水系统柱塞泵工作特性分析
    2.1 舰艇疏水系统工作原理
    2.2 柱塞泵工作特性分析
    2.3 本章小结
3 疏水系统管道振动数学模型
    3.1 疏水系统管道物理模型
    3.2 疏水系统管道流固耦合分析
    3.3 本章小结
4 压力脉动作用下疏水系统管道振动特性的仿真分析
    4.1 流固耦合建模及求解
    4.2 压力脉动对疏水系统管道振动特性的影响
    4.3 本章小结
5 疏水系统管道振动实验研究
    5.1 压力脉动对管道振动特性影响实验
    5.2 管道振动分析
    5.3 实验仿真对比分析
    5.4 本章小结
6 总结与展望
    6.1 全文总结
    6.2 课题展望
致谢
参考文献
附录1 攻读硕士学位期间研究成果



本文编号：4033779