基于Workbench的输流弯管流固耦合分析
发布时间：2021-12-22 11:19
运用ANSYS Workbench软件建立不同弯曲半径的弯管模型,分析了弯曲半径对所受流体压力以及内部流速分布的影响,得到了弯曲半径和管道入口压强对固有频率和整体变形的关系。结果表明:弯曲半径对流速分布影响显著,弯头处内侧流速大,外侧流速小;弯曲半径对弯头后段内壁压力影响显著;弯头处内侧受压小,外侧受压大;弯曲半径对整体变形的影响较小,而管道入口压强对整体变形的影响大;管道2、3阶固有频率随着弯曲半径的增大有下降趋势,随着弯曲半径的增大4阶固有频率增大明显。
【文章来源】：南华大学学报(自然科学版). 2020,34(02)
【文章页数】：7 页
【部分图文】：
求解流程图
1)采用ANSYS-Geometry模块建模，如图2所示，设某输流弯管直径d=64 mm，壁厚h=2 mm，几何尺寸L1=L2=500 mm。管道材料为结构钢，其密度为7 850 kg/m3，弹性模量为200 GPa，泊松比为0.3，管道内的流体介质为水，其温度为22℃，密度为998.2 kg/m3，流体黏度γ为0.001 kg/(m·s)。2)采用ANSYS-Mesh进行网格划分，如图3所示，分别划分流体域和固体域网格，并在流固交界面设置加密的网格膨胀层，综合考虑计算时间和精度后，尽量使用六面体单元，并设置单位网格尺寸为3 mm。
2)采用ANSYS-Mesh进行网格划分，如图3所示，分别划分流体域和固体域网格，并在流固交界面设置加密的网格膨胀层，综合考虑计算时间和精度后，尽量使用六面体单元，并设置单位网格尺寸为3 mm。3)划分网格后分别在流体域和固体域模块中进行前处理。在流体前处理中首先定义流体的区域并将流体材料设置为水，不考虑热能传递和湍流的影响，然后添加荷载，将入口总压设置为3×101.325 kPa,5×101.325 kPa,8×101.325 k Pa,12×101.325 k Pa，出口设置为1×101.325 k Pa。固体结构前处理时，将管道材料设置为结构钢，两端设置为固定约束并定义流固接触面。
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于Workbench的流固耦合作用下弯管的振动分析[J]. 赵宁. 辽宁化工. 2017(08)
[2]基于ANSYS Workbench的液压管道流固耦合振动分析[J]. 夏永胜,张成龙. 流体传动与控制. 2017(03)
[3]输流弯管流固耦合振动有限元分析[J]. 窦益华,于凯强,杨向同,曹银萍. 机械设计与制造工程. 2017(02)
[4]弯曲输流管道流固耦合动力特性分析[J]. 俞树荣,马璐,余龙. 噪声与振动控制. 2015(04)
[5]基于ANSYS的输流管道流固耦合特性分析[J]. 喻萌. 中国舰船研究. 2007(05)
[6]输流曲管的振动稳定性分析[J]. 刘凤友. 强度与环境. 1991(01)
博士论文
[1]管路系统流固耦合动力学计算及特性分析[D]. 李帅军.哈尔滨工程大学 2015
[2]考虑流固耦合的管路系统振动噪声及特性研究[D]. 李艳华.哈尔滨工程大学 2011
[3]输流管道与轴向流中板状结构的流致振动与稳定性[D]. 郭长青.清华大学 2010
硕士论文
[1]基于ANSYS Workbench的管道系统流固耦合振动特性分析[D]. 于瀛.东北大学 2017
[2]基于ANSYS Workbench的输液管道振动特性分析和振动控制的研究[D]. 王涛.河北科技大学 2011
本文编号：3546305
【文章来源】：南华大学学报(自然科学版). 2020,34(02)
【文章页数】：7 页
【部分图文】：
求解流程图
1)采用ANSYS-Geometry模块建模，如图2所示，设某输流弯管直径d=64 mm，壁厚h=2 mm，几何尺寸L1=L2=500 mm。管道材料为结构钢，其密度为7 850 kg/m3，弹性模量为200 GPa，泊松比为0.3，管道内的流体介质为水，其温度为22℃，密度为998.2 kg/m3，流体黏度γ为0.001 kg/(m·s)。2)采用ANSYS-Mesh进行网格划分，如图3所示，分别划分流体域和固体域网格，并在流固交界面设置加密的网格膨胀层，综合考虑计算时间和精度后，尽量使用六面体单元，并设置单位网格尺寸为3 mm。
2)采用ANSYS-Mesh进行网格划分，如图3所示，分别划分流体域和固体域网格，并在流固交界面设置加密的网格膨胀层，综合考虑计算时间和精度后，尽量使用六面体单元，并设置单位网格尺寸为3 mm。3)划分网格后分别在流体域和固体域模块中进行前处理。在流体前处理中首先定义流体的区域并将流体材料设置为水，不考虑热能传递和湍流的影响，然后添加荷载，将入口总压设置为3×101.325 kPa,5×101.325 kPa,8×101.325 k Pa,12×101.325 k Pa，出口设置为1×101.325 k Pa。固体结构前处理时，将管道材料设置为结构钢，两端设置为固定约束并定义流固接触面。
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于Workbench的流固耦合作用下弯管的振动分析[J]. 赵宁. 辽宁化工. 2017(08)
[2]基于ANSYS Workbench的液压管道流固耦合振动分析[J]. 夏永胜,张成龙. 流体传动与控制. 2017(03)
[3]输流弯管流固耦合振动有限元分析[J]. 窦益华,于凯强,杨向同,曹银萍. 机械设计与制造工程. 2017(02)
[4]弯曲输流管道流固耦合动力特性分析[J]. 俞树荣,马璐,余龙. 噪声与振动控制. 2015(04)
[5]基于ANSYS的输流管道流固耦合特性分析[J]. 喻萌. 中国舰船研究. 2007(05)
[6]输流曲管的振动稳定性分析[J]. 刘凤友. 强度与环境. 1991(01)
博士论文
[1]管路系统流固耦合动力学计算及特性分析[D]. 李帅军.哈尔滨工程大学 2015
[2]考虑流固耦合的管路系统振动噪声及特性研究[D]. 李艳华.哈尔滨工程大学 2011
[3]输流管道与轴向流中板状结构的流致振动与稳定性[D]. 郭长青.清华大学 2010
硕士论文
[1]基于ANSYS Workbench的管道系统流固耦合振动特性分析[D]. 于瀛.东北大学 2017
[2]基于ANSYS Workbench的输液管道振动特性分析和振动控制的研究[D]. 王涛.河北科技大学 2011
本文编号：3546305
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