考虑流固耦合的管道爆炸后果预测与分析
发布时间:2018-03-15 06:03
本文选题:流固耦合 切入点:管道爆炸 出处:《浙江大学学报(工学版)》2017年03期 论文类型:期刊论文
【摘要】:针对管道爆炸后果模拟中存在的伴随变形与断裂的流固耦合问题,提出一种计及计算稳定性的流固耦合算法,对在内部气体爆炸作用下的管道动态断裂及爆炸流场发展进行耦合仿真.采用单元删除技术并植入应变率-应变双变量失效准则来模拟管道的裂纹扩展,将模拟得到的管道断裂形貌及压力历程与试验结果进行对比验证.分析管道爆炸的后果,并将管道外峰值压力的模拟值与现有方法的计算值进行对比.结果表明:考虑流固耦合效应时管道外2个测点的峰值压力分别为不考虑该效应时的83.1%和62.2%.相比难以计及爆炸流场与管道相互作用的半经验模型和传统计算流体力学方法,所提出的方法可以更加合理地预测管道内气体爆炸的后果.
[Abstract]:In order to solve the fluid-solid coupling problem with deformation and fracture in the simulation of pipeline explosion consequences, a fluid-solid coupling algorithm is proposed, which takes into account the computational stability. The coupling simulation of pipeline dynamic fracture and explosion flow field under the action of internal gas explosion is carried out. The element deletion technique and strain rate-strain bivariate failure criterion are used to simulate the crack growth of the pipeline. The fracture morphology and pressure history of the simulated pipeline are compared with the experimental results, and the consequences of pipeline explosion are analyzed. The results show that the peak pressure outside the pipeline is 83.1% and 62.2 when the fluid-solid coupling effect is taken into account, respectively. Taking into account the interaction between explosive flow field and pipeline, the semi-empirical model and the traditional computational fluid dynamics method are used. The proposed method can more reasonably predict the consequences of gas explosion in the pipeline.
【作者单位】: 浙江大学化工机械研究所;浙江工业大学固体力学研究所;浙江大学流体动力与机电系统国家重点实验室;浙江大学高压过程装备与安全教育部工程研究中心;
【基金】:国家重点研发计划资助项目(2016YFC0801200) 国家自然科学基金资助项目(51275455)
【分类号】:O353.4
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本文编号:1614723
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