充流管道单向流固耦合数值模拟自动化研究_陈坚红

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单向流固耦合实验报告

单向流固耦合实验报告
本实验旨在研究单向流固耦合系统中的关键参数对其行为的影响，并评估其在实际工程应用中的潜力。

实验目标：
理解单向流固耦合系统的基本原理；
评估不同参数（如流速、压差、材料性质等）对系统行为的影响；
分析单向流固耦合系统在工程应用中的优缺点。

实验步骤：
准备工作：
收集所需实验设备和材料，包括流体介质、固体样品、测量仪器等；
搭建单向流固耦合实验装置，确保装置密封且安全可靠；
根据实验需要设置并记录所使用的参数，例如流速、压差等。

流体流动部分：
将流体介质注入实验装置中，并确保流动无阻碍；
使用适当的测量仪器（如流量计、压力计等）测量流体的流速和压力差；
记录实验数据，包括流速、压差等参数。

固体结构部分：
将待测固体样品放入实验装置中，并固定在合适的位置上；
通过加载装置施加特定的力或应变，以模拟实际工程应用中的载荷情况；
使用力传感器或应变计测量固体样品的受力情况；
记录实验数据，包括应力、变形等参数。

数据分析：
根据实验数据绘制相关曲线，如流速-压差曲线、应力-应变曲线等；
分析曲线之间的关系和趋势，评估单向流固耦合系统的性能；
利用统计方法对实验数据进行处理，得出有效的结论；
比较不同参数下实验结果的差异，找出影响系统行为的主要因素。

中国科学院流固耦合系统力学重点实验室

中国科学院流固耦合系统力学重点实验室Key Laboratory for Mechanics in Fluid Solid Coupling Systems Institute of Mechanics, Chinese Academy of Sciences季报2019年第1期（总第17期）目录中科院流固耦合系统力学重点实验室现场评估工作顺利完成 (2)中科院流固耦合系统力学重点实验室召开2019年室务会 (3)中国航空学会空气动力学分会飞行载荷专业工作会在扬州召开 (6)圆柱阵列波浪力幅值的波动现象和预报公式 (8)轻质金属点阵圆柱壳结构制备与力学性能研究进展 (9)力学所提出一种大幅提升3D打印点阵结构力学性能的新方法 (11)雾化稠油掺稀降粘技术研究进展 (12)南海天然气水合物试采安全评价研究进展 (14)油气水多相流量计研究进展 (15)空化致板间液滴界面稳定性研究获得多个奖项 (16)空泡与柔性膜的流固耦合研究获得2019度中国力学大会优秀墙报奖. 18中科院流固耦合系统力学重点实验室现场评估工作顺利完成7月15日，中科院前沿科学与教育局、中科院重点实验室现场评估专家组一行14人莅临中科院力学所，对依托力学所建设的流固耦合系统力学重点实验室进行现场评估。

专家组组长顾逸东院士主持了评估会议并宣布了现场评估的议程安排。

力学所所长秦伟，党委书记、副所长刘桂菊，副所长魏宇杰，副所长尹明及流固耦合系统力学重点实验室学术委员会主任、实验室主任参加会议。

实验室主任黄晨光做实验室主任工作报告，围绕发展定位与研究方向、科研任务与代表性成果、队伍建设与人才培养、开放交流与运行管理等方面，向专家组汇报了评估期内的发展成果和工作成效。

杨国伟研究员、王展研究员分别做“高速列车气动设计与流固耦合动力学特性研究”和“极端海洋环境及其与工程结构的流固耦合理论”代表性成果报告。

专家组肯定了实验室取得的成绩以及工作亮点，并就汇报和自评估报告中的存疑事项进行了交流。

流固耦合数值方法研究概述与浅析

流固耦合数值方法研究概述与浅析流固耦合数值方法是研究流体与固体相互作用的数值计算方法，是流体力学和固体力学相结合的一门学科。

流固耦合现象广泛存在于自然界和工程实践中，如风对建筑物的作用、水力冲击和爆炸冲击对船舶和汽车的影响等。

流固耦合数值方法的研究可以帮助人们深入理解流体与固体相互作用的特性，为工程的设计和改进提供依据。

在流固耦合数值方法的研究中，首先需要建立流体和固体的数学模型。

对于流体来说，其通常是基于流体力学和传热学的基本方程，如Navier-Stokes方程、能量守恒方程等。

对于固体来说，其模型可以是弹性力学、塑性力学、断裂力学等。

在建立流体和固体的模型之后，需要考虑它们之间的相互作用，包括界面上的力和热交换等。

界面上的相互作用通常可以通过明确定义边界条件来实现。

然后，针对建立的数学模型，需要选择适当的数值方法进行计算。

对于流体和固体分别采用不同的数值方法进行求解，最后通过界面上的相互作用来实现流固耦合的计算。

对于流体的数值方法来说，通常选择基于有限体积法或有限元法的方法来离散化流体方程。

对于固体的数值方法来说，可以选择基于有限元法或有限差分法的方法来求解固体力学方程。

在流固耦合问题中，界面上的相互作用是一个关键问题，一般采用界面追踪技术或体积区域法来处理。

最后，流固耦合数值方法的研究还需要进行数值模拟和验证。

通过数值模拟可以得到流体和固体的场量分布，如速度场、压力场、位移场等，进一步分析流固耦合过程的特性。

同时，还需要通过实验或现有解析解进行验证，对数值方法的准确性和可靠性进行评估。

然而，流固耦合数值方法的研究也存在一些挑战和问题，如计算效率、数值稳定性和精度等。

流固耦合问题通常涉及到多个尺度和多个物理场的耦合，导致计算量较大。

数值稳定性是保证计算结果可靠性的基础，需要在数值方法的选择和参数设定上进行合理把握。

同时，流固耦合问题通常具有非线性和复杂的特性，使得数值方法的精度和收敛性成为一个难点。

流固耦合的数值模拟

流固相互作用的数值研究一．课题的来源及研究的目的和意义流－固相互作用（Fluid-Structure Interaction ）问题因其有着广泛的应用背景，近二十多年来一直是流体力学学者的研究热点。

流场与流场中的各种结构体（如建筑物、桥梁、桥墩、机翼、烟囱等等）之间的相互作用出现在各种实际问题中，如航天、化工、海岸工程、城市规划等众多的领域。

当流体流过结构体时会产生分离的现象，从而对结构体产生持续的作用力；同时在结构体的后部会有旋涡脱落的现象的产生，特别当结构体后部两侧交替产生的旋涡周期性的脱落会对结构体产生与来流方向垂直的周期性作用力。

持续和脉动的流体力的作用会使结构体产生疲劳、由于振动而产生噪声，严重时甚至会产生灾难性的破坏：2001年11月12日，美国航空公司的一架型号A300的飞机于纽约坠机，其原因就怀疑与此前起飞的一架B747有关，由B747形成的强力尾流使得起飞后的A300受到强烈的旋涡冲击而导致坠机；1940年11月7日，美国华盛顿州新启用的Tacoma大桥在一场风速达67km/h 的暴风雨中，由于大桥受到空气流经时产生的周期作用力与大桥的特征频率发生共振，使得大桥断裂。

由于流固的相互的作用引起的破坏还有很多，例如：高压电塔间的电缆线处于空气和雨水作用的流场中，流体在缆线表面产生流动作用，这种作用导致缆线表面形成自由剪切层，由于压力差的作用产生漩涡流动，缆线表面的力便会和惯性力、高压电塔作用力等相结合，再与缆线两端的阻尼力、恢复力产生作用，使缆线产生往复振动的现象，长久之后便导致结构疲劳而造成断裂[1]。

另外一方面，结构体同样会反过来影响流场的分布。

在城市规划以及建筑设计中，特别是在城市建设日益向高度化发展的今天，由于城市建筑物向高层、密集化发展，就会产生“城市街区峡谷”。

在“城市街区峡谷”中产生“城市急流”、“气流死区”，由此引发一系列的环境问题：比如在建成的街区内出现风口，或是局部风速过大，严重时将影响到行人以及附近建筑物；由于风速和风向的改变，在有火灾等紧急情况发生时会出现烟道效应，加速灾害的传递，增加灾害损失；局部街区可能出现流动迟滞现象，造成严重的局部空气污染。

流固耦合力学概述

流固耦合力学概述流固耦合力学是研究流体与固体相互作用的一门学科，它涉及到流体力学和固体力学两个领域。

在流固耦合力学中，流体和固体之间会发生相互作用，即流体对固体施加力，同时固体对流体也施加力。

这种相互作用会导致流体和固体的运动和变形，因此流固耦合力学对于研究流体和固体的力学行为具有重要意义。

流固耦合力学可以应用于多个领域，例如航空航天工程、海洋工程、地下水工程等。

在航空航天工程中，研究飞行器与空气之间的相互作用，可以帮助设计更加稳定和高效的飞行器。

在海洋工程中，研究海洋波浪对海洋结构物的影响，可以提高海洋结构物的抗风浪能力。

在地下水工程中，研究地下水与地下岩石的相互作用，可以预测地下水资源的分布和变化情况。

在流固耦合力学中，流体力学和固体力学的基本原理和方法是基础。

流体力学研究流体的运动和变形，主要涉及流体的连续性方程、动量方程和能量方程。

固体力学研究固体的运动和变形，主要涉及固体的应力、应变和弹性模量等。

流固耦合力学将流体力学和固体力学的理论和方法结合起来，通过求解流体和固体的运动和变形方程，得到流体对固体的作用力和固体对流体的作用力。

在求解流固耦合力学问题时，需要考虑流体和固体的边界条件。

边界条件是指流体和固体的表面上的条件，例如固体表面上的应力和位移边界条件，以及流体表面上的速度和压力边界条件。

根据边界条件，可以确定流体和固体的相互作用力。

通过求解流体和固体的运动和变形方程以及边界条件，可以得到流体和固体的力学行为。

流固耦合力学的研究方法有很多，例如数值模拟方法和实验方法。

数值模拟方法是通过建立数学模型，利用计算机进行模拟计算，得到流体和固体的力学行为。

实验方法是通过实验装置和测量设备，对流体和固体的力学行为进行实际观测和测试。

数值模拟方法和实验方法可以相互验证，提高流固耦合力学研究的可靠性和准确性。

流固耦合力学是研究流体和固体相互作用的一门学科，它在航空航天工程、海洋工程、地下水工程等领域有着重要应用。

充液直管管系中的固_液耦合振动响应分析

=
K
*
/ Qf ,
其中
K
*
=
1+
Kf 2R K f
D/
eE ,
Qf
为液体密度,
D 为与管道泊松比及末端约束条件有
关的系数[ 1] , K f 为液体体积模量, e 为管道壁厚, R 为管道内半径, E 为管道杨氏模量。C为
管道与水平方向夹角。
1. 2 充液直管的扩展水锤理论( Ext ended Wat erham mer Equat ions)
1 充液直管计算模型
本文对所研究的管系进行以下假设: 管道中液体近似做一维绝热流动。管道为水平、等截面圆管道, 薄壁, 线弹性, 各向同性。忽略液体内摩擦, 管道液体中无空泡现象发生。仅仅考虑管道与液体的一维轴向运动, 而忽略弯曲波及高阶叶状波。这一假设适合于管道不太长, 液体脉动频率低的情况。
门前后端压差。
2. 2 计算结果分析
分别使用扩展水锤模型与经典水锤模型计算当阀门立即关闭( tc= $t ) 时考虑与不考虑
4 58 振动工程学报第13卷
管道与液体耦合作用情况下管道与液体的响应, 分别研究了三种耦合作用的耦合原理及对整个管系振动响应的影响。 2. 2. 1 连接耦合
在本算例中, 由于阀门的关闭, 液体流速发生变化, 液体通过阀门对管道施加力的作用, 使管道发生轴向的伸缩运动, 这种耦合作用通过管系中某些特定元件而起作用, 称为“连接耦合”。在扩展水锤模型计算中, 使泊松比与摩擦系数为零, 即只考虑连接耦合。图2( a) 为计算所得的阀门端液体压力响应曲线, 其中虚线为不计入固-液耦合时的计算结果, 实线为考虑连接耦合时的计算结果。可以看到两者有较大差别, 在不考虑固-液耦合时, 阀门端液体压力呈现规则的周期变化, 管道中存在着周期为4L / cf = 0. 078s( 液体波速为1025. 7m/ s) 的液体纵波。由于管道不发生轴向运动, 液体波动使阀门端液体做相同周期的压力波动, 这与文献[ 1] 结果是一致的。在考虑连接耦合时, 由于管道中液体压力变化, 管道一方面作以管道第一阶轴向纵波频率振动的自由振动部分, 另一方面作与液体纵波频率相等的强迫振动部分, 这两部分振动相互叠加, 使阀门端液体压力变化不再规则, 压力变化幅值增大, 并出现相位延迟。图2( b) 为阀门端管道位移响应曲线, 可以看到此时由管道自由振动与强迫振动共同作用而产生的位移响应波动。

【精品】流固耦合问题研究进展及展望

流固耦合问题研究进展及展望流固耦合问题研究进展及展望流固耦合问题研究进展及展望摘要：天然岩体大多数为多相不连续介质，岩体内充满着诸如节理、裂隙、断层、接触带、剪切带等各种各样的不连续面，为地下水提供了储存和运动的场所。

地下水的渗流以渗透应力作用于岩体，影响岩体中应力场的分布；同时岩体应力场的改变使裂隙产生变形，从而影响了裂隙的渗透性能，因此，流固耦合问题研究主要考虑流体在固体中的变化规律，尤其是流体渗流与和岩体应力之间的耦合作用,通过对国内外相关文献的分析与整理，从流固耦合的研究现状、特点、研究方法及展望这四个方面进行了论述。

关键词：流固耦合；岩体；地下水；研究方法；渗流中图分类号：X523文献标识码： A 文章编号：天然岩石不只是单一固相介质，尚有固相、液相和气相并存的多孔介质组合，岩石经历了漫长的成岩和改造历史，其内部富含各种缺陷，包括微裂纹、孔隙以及节理裂隙等宏观非连续面，它们的存在为地下水提供了储存和运动的场所。

地下水的渗流还以渗透应力作用于岩体，影响岩体中应力场的分布，同时岩体应力场的改变往往使裂隙产生变形，影响裂隙的渗透性能，所以渗流场随着裂隙渗透性的变化重新分布，因此，在许多情况下必须考虑流体,包括液体(油或水)、气体(天然气、煤矿瓦斯等)在多孔介质中的流动规律及其对岩体本身的变形或强度造成的影响，即应考虑岩体内应力场与渗流场之间的相互耦合作用。

近年来，流固耦合问题越来越受到人们的重视，这方面的研究涉及许多领域，在采矿领域，涉及地热开发，石油开采中的流固耦合渗流，采矿围岩突水问题等。

在建筑工程领域，包括地下水抽取引起的地面沉降问题，基坑渗流引起变形问题，坝基渗流及稳定性问题，隧道建设等。

在环境工程领域涉及地下核废料存储，城市垃圾废弃物处理等以及生物医学工程等领域，这一问题的研究对促进科技进步和解决实际工程技术问题有着重要意义。

1 国内外研究现状关于岩体和流体相互作用研究最早见诸K.Terzaghi对有关地面沉降研究，其内容主要限于考虑一维弹性孔隙介质中饱和流体流动时的固结，提出了著名的有效应力公式，迄今该公式仍是研究岩体和流体相互作用的基础公式之一。

管道系统流固耦合分析与优化

管道系统流固耦合分析与优化随着科学技术的不断发展和对工程领域的要求日益提高，管道系统的流固耦合分析与优化成为一个重要的研究领域。

在石油、化工、能源、航空航天等领域中，管道系统的设计、运行和维护都需要进行流固耦合分析与优化，以保障系统的安全和效率。

流固耦合是指管道系统中流体流动与固体结构相互作用的过程。

在管道系统中，流体流动会对固体管道产生压力、液动力、摩擦力等力的作用，而固体管道的变形和振动会对流体流动产生影响。

因此，流固耦合分析可以帮助工程师深入了解管道系统的性能，进而优化设计和改进操作方法。

在进行流固耦合分析时，我们需要借助数值模拟和实验测试两种方法。

数值模拟是一种经济、高效的手段，可以通过计算流体流动和固体结构的数学模型，获得流体力学参数和固体结构的响应。

常用的数值模拟方法包括有限元法、计算流体力学方法等。

而实验测试则是验证数值模拟结果的重要手段，可以通过实验室测试或者现场监测来获取真实的数据。

在管道系统的优化过程中，我们可以从以下几个方面入手：1. 系统结构优化：对于复杂的管道系统，我们可以通过添加或删除支架、改变支架位置等方式来减少结构的变形和振动，从而提高系统的稳定性。

2. 流体参数优化：通过调整流体的流量、速度、压力等参数，可以减小流体对固体的作用力，减少对管道系统的破坏。

3. 材料选择优化：不同的材料具有不同的强度、刚度和耐磨性等性能。

选择适合的材料可以减小管道系统的变形和振动，提高系统的使用寿命。

4. 动态响应优化：在管道系统的运行过程中，考虑到流体流动和固体结构的动态响应，可以采取措施来减小系统的共振现象，避免系统损坏。

总之，管道系统的流固耦合分析与优化是保障系统安全和效率的重要手段。

通过对流体流动和固体结构相互作用的深入研究，可以优化设计、提高性能，并保证管道系统的正常运行。

未来，随着技术的不断进步，我们可以预见，在管道系统流固耦合分析与优化领域将会有更多创新和发展。

深海扬矿软管作业过程流固耦合动力学分析

摘要:深海采矿系统中集矿机作业范围内扬矿软管不同曲率对整个扬矿输送系统的稳定性和安全性有着重要的影响。以 100 m 扬矿输送软管为研究对象，建立两端为固定约束的内−外共流作用下三维双向流固耦合有限元模型，研究不同几何位置单拱状态下不同曲率扬矿软管动力学普适特征。结果表明：集矿机离开中继舱作业过程中，扬矿输送软管弯曲曲率发生改变时，曲率半径越大，软管振动位移越大，局部应力呈增加趋势。关键词:深海采矿;流固耦合;扬矿软管;几何构形
*基金项目：国家自然科学基金重点项目(51434002)，中国大洋协会国际海域资源调查与开发“十三五”课题(DY125-14-T-03).
俞萍花，等：深海扬矿软管作业过程流固耦合动力学分析
构和性能参数见表 1。
1—中继舱；2—浮力球；3—集矿机；4—扬矿软管；5—行走路径。图 1 集矿机作业过程
假设流体为连续介质、流场为均质的且不可压
缩的，符合斯托克斯假定，根据理论分析，得到如
下方程组：
t
xi
(ui )
0
du dt
f
1
p
2u
Mug Cug Kug F
ul (t) ug (t)
ul (t) ug (t)
（2）
（3）（4）（5）（6）
分析，并以电镜扫描实验为验证依据，证实了计算结果的可靠性。王志[9]运用 MSC.MARC 结构分析软件，在考虑单向流固耦合的条件下建立了静态内流和扬矿软管的三维有限元模型，在考虑不同多种软管内外径、内流速度及集矿机行走轨迹等参数下模拟矿物上输过程，并对不同条件下输送软管的力学性能进行研究，但忽略了内外流与软管之间的影响。众多学者分析了内流或者外流与软管的单向流固耦合作用，但并未考虑到软管与内外流的共同作用下相互作用。本文拟考虑内−外流双向流固耦合作用，建立柔性输流管大应变动力学理论，研究深海采矿系统扬矿软管作业过程动力学行为分析，给出确定几何特征的定量描述，为保证深海采矿系统的可靠性奠定基础。

基于流固耦合的管路泄漏振动信号仿真研究

定位，互谱相位谱信息估计泄漏信号的频带范围后
需要对管路泄漏检测及定位开展研究。Wan 等人
对信号滤波进行时延处理，提高测量精度［5］。
连续监测炉子管道的泄漏信号，用自适应滤波排除
以上各种方法都是通过在具体管路上或者管
干扰噪声，然后对泄漏信号的频谱分析提取泄漏信
路实验装置上模拟泄漏，由于实验条件的限制，具
总第 311 期Vol. 40No. 585舰船电子工程
Ship舰Electronic
船电子Engineering
工程
2020 年第 5 期
基于流固耦合的管路泄漏振动信号仿真研究
李燕楠
刘树勇
吴杰长
（海军工程大学动力工程学院
摘
要
苏
武汉
∗
攀
430033）
针对实际管路发生泄漏时，流体引发管路振动响应复杂，故障特征难以提取的问题，论文建立了管路结构和内
基于双向流固耦合的管路泄漏模型
管路发生泄漏和振动时会引起管内流场发现
变化，同时流场的变化会使管路结构发生变形，引
部分进行流场的分析，同时在流体和固体结构中都
要设置流固耦合面，并对固体域和流体域进行耦合
计算，仿真分析基本流程如图 1 所示。
起振动，所以泄漏管路的振动是双向流固耦合的问
题［6］。对于该问题的研究要在固体域和流体域中
漏管路内部流体流场以及管路结构进行仿真，对引
进行分析发现规律，用这个规律对泄漏信号进行检
起泄漏管路的响应的原因及不同流速、压力、泄漏
测。虽然国内相关研究起步较晚，但发展较快。
孔大小等边界条件下管路振动特性进行分析。
［3］
∗
收稿日期：2019 年 11 月 27 日，修回日期：2019 年 12 月 10 日

单向耦合流固耦合方法

单向耦合流固耦合方法
1. 嘿，你知道单向耦合流固耦合方法吗？就像搭积木一样，一块一块精准地组合起来，在工程领域那可是大有用处啊！比如设计桥梁的时候，不就靠它来确保结构稳固嘛！
2. 哇哦，单向耦合流固耦合方法可神奇了！它就像一个默默无闻却超级厉害的幕后英雄，在水利工程中发挥重要作用。

你想想看，水坝的建造不就需要它嘛！
3. 单向耦合流固耦合方法啊，这可不是一般的厉害！好比是一个魔法，能解决好多复杂问题呢。

像分析风力对建筑物的影响时，这方法可立了大功啦！
4. 哎呀呀，单向耦合流固耦合方法真的好重要啊！这就如同一个精准的导航仪，在航空航天领域指引方向。

飞机翅膀的设计不就得靠它嘛！
5. 嘿，单向耦合流固耦合方法可是个宝贝呢！就像一把万能钥匙，能打开好多难题的锁。

在汽车制造中，它不就能让车子更安全可靠嘛！
6. 哇，单向耦合流固耦合方法也太棒了吧！它仿佛是一个出色的调琴师，让各种元素和谐共处。

比如在海洋工程里，不就靠它来保证设施的稳定嘛！
7. 单向耦合流固耦合方法绝对值得深究！这就好像是一场刺激的冒险，充满了无限可能。

在能源领域，它能帮助我们更好地利用资源呢，难道不是吗？
我的观点结论就是：单向耦合流固耦合方法在各个领域都有着不可或缺的重要地位和作用，我们应该更加深入地了解和研究它。

单向流固耦合流程

单向流固耦合流程Coupling between fluid and solid systems in a one-way flow process can present various challenges in engineering and design. 单向流固耦合流程中的流体与固体系统之间的耦合可以在工程和设计中出现各种挑战。

From a mechanical engineering perspective, the interaction between the fluid and solid components is crucial in ensuring the overall performance and stability of the system. 从机械工程的角度来看，流体和固体组件之间的相互作用对于确保系统的整体性能和稳定性至关重要。

One of the key challenges in one-way flow solid fluid coupling is managing the dynamic behavior of the system under different operating conditions. 单向流固耦合流程中的一个关键挑战是在不同工况下管理系统的动态行为。

In addition, the design and optimization of flow channels and solid structures play a significant role in achieving efficient and effective coupling between the fluid and solid components. 此外，流道和固体结构的设计与优化在实现流体和固体组件之间的高效耦合方面起着重要作用。

Moreover, in a one-way flow solid fluid coupling process, the thermal effects and heat transfer between the fluid and solid components need to be carefully considered to prevent overheating or thermal stress. 此外，在单向流固耦合流程中，需要仔细考虑流体和固体组件之间的热效应和热传导，以防止过热或热应力。

压力管道流固耦合振动特性分析

压力管道流固耦合振动特性分析
陈香林;周文禄
【期刊名称】《火箭推进》
【年(卷),期】2007(033)005
【摘要】压力管道系统中存在流体和结构之间的耦合振动.因此,在研究压力管道的动态特性时,应考虑管内流体对管道结构动态特性的影响.本文以某动力系统空间管路为研究对象,采用Galerkin法对导管-流体组成的耦合系统进行有限元离散,建立耦合系统控制方程.在此基础上,用考虑初应力刚度的有限元法,对导管充压前、后的振动特性进行了数值计算,详细分析了流固耦合作用对导管结构振动特性的影响,并与试验结果进行了比较分析.结果表明,流固耦合作用对导管模态振型的影响很小,但对导管各阶固有频率有不同程度的影响.
【总页数】5页(P27-31)
【作者】陈香林;周文禄
【作者单位】北京航天动力研究所,北京,100076;北京航天动力研究所,北
京,100076
【正文语种】中文
【中图分类】V434
【相关文献】
1.基于流固耦合的气液两相流管道振动特性分析 [J], 王晓丹;冯斐斐;汪继录
2.弹性螺旋桨流固耦合振动特性分析 [J], 谈宇航;彭伟才
3.盾构隧道竖井内油气管道流固耦合振动特性分析 [J], 孔令钱;唐怀平;陈荟键;肖骁千里
4.盾构隧道竖井内油气管道流固耦合振动特性分析 [J], 孔令钱;唐怀平;陈荟键;肖骁千里
5.基于Workbench的流固耦合作用下三通管振动特性分析 [J], 韩天宇;郭长青;谌冉曦
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ANSYS-CFX单向流固耦合分析的方法

ANSYS-CFX单向流固耦合分析的方法
刘志远;郑源;张文佳;司佳钧
【期刊名称】《水利水电工程设计》
【年(卷),期】2009(028)002
【摘要】在用Ansys软件对风轮进行结构静力分析的过程中,无法从流体计算软件FLUENT中直接获取叶片在流场中所受的压力,即风施加在叶片上的瞬态压强值.此类问题的研究属于流固耦合的范畴,也是目前流、固体力学研究领域比较前沿的课题.通过研究ANSYS-CFX组合软件,发现了分析单向流固耦合问题的方法,从而在3D软件Ansys Workbench中实现了对风轮受力变形更合理、更精确的数值模拟.【总页数】3页(P29-31)
【作者】刘志远;郑源;张文佳;司佳钧
【作者单位】河海大学水利水电工程学院,江苏南京,213022;河海大学水利水电工程学院,江苏南京,213022;河海大学水利水电工程学院,江苏南京,213022;河海大学水利水电工程学院,江苏南京,213022
【正文语种】中文
【中图分类】TV734.1
【相关文献】
1.基于Ansys-CFX的混流式水轮机转轮双向流固耦合数值模拟方法 [J], 方兵;金连根;张仁贡;胡杰;单澜;毛建生
2.双辐板涡轮盘盘腔单向流固耦合分析 [J], 韩玉琪;贾志刚;刘红;朱大明
3.半开式离心压缩机叶轮叶片单向流固耦合分析 [J], 吴海燕;张朝磊;黄淑娟
4.风力机叶片单向流固耦合分析 [J], 成诚;程筱胜;戴宁
5.混流式水轮机上冠空腔结构内部流场及单向流固耦合分析 [J], 梁武科;黄汉维;吴子娟;董玮;严欣;刘云琦
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ANSYS-CFX单向流固耦合分析的方法[J].pdf

ANSY S -CFX 单向流固耦合分析的方法刘志远　郑　源　张文佳　司佳钧摘　要　在用Ansys 软件对风轮进行结构静力分析的过程中,无法从流体计算软件F LUE NT 中直接获取叶片在流场中所受的压力,即风施加在叶片上的瞬态压强值。

此类问题的研究属于流固耦合的范畴,也是目前流、固体力学研究领域比较前沿的课题。

通过研究ANSY S -CFX 组合软件,发现了分析单向流固耦合问题的方法,从而在3D 软件Ansys W orkbench 中实现了对风轮受力变形更合理、更精确的数值模拟。

关键词　ANSY S -CFX 流固耦合　垂直轴风力机　静力分析中图分类号　T V73411 文献标识码　A 文章编号　100726980(2009)022******* 耦合场分析是考虑两个或两个以上工程学科(物理场)间相互作用的分析。

例如流体与结构的耦合分析,即流固耦合(Fluid S tructure Interaction ),流体流动的压力作用于结构,结构将产生变形,而结构的变形又影响了流体的流道,因此是相互作用的问题。

目前,在工程学科中,特别是流体动力学领域中,越来越多的实际问题需要进行耦合场的模拟分析,例如水轮机的叶片在水流中的变形情况,风机的叶片在风场中的变形情况等。

因为受软件开发水平的限制,很多软件只能完成单一物理场的模拟,而不能够实现多物理场的耦合。

为了能够实现对某一物理模型的多场耦合分析,国内的一些高校和研究机构通常对相关软件进行二次开发,例如对Ansys [1]和F LUE NT 进行程序接口的二次开发,来解决不同软件之间的数据交换问题,但这种方法不仅要求开发者具有相当高的编程水平,同时也需要耗费大量的时间,而且这些机构开发出来的程序也往往只适用于他们自己所研究的领域,所以在推广上具有很大的局限性。

虽然实现流固耦合分析的软件很多,方法也不少,但由于受方方面面因素的制约,国内在这方面的资料却很稀缺,本文以一螺旋S 型风力机的叶片在风场中旋转时的某一瞬时状态为例,来介绍如何通过Ansys W orkbench [2](ANSY S -CFX )来实现单向流固耦合(FSI )分析的方法。

基于引信 MEMS 射流发电机的流固耦合分析

基于引信 MEMS 射流发电机的流固耦合分析孙剑韬;姜琦;王军红;徐伟;王炅【摘要】为了探索弹丸飞行时MEMS射流发电机气道中压电振子在气流作用下的运动情况,对发电机的流场和压电结构部分的流固耦合问题进行了理论分析与数值模拟,采用有限元法,利用ANSYS Workbench和CFX及ANSYS FLOTRAN相结合的算法实现流体分析和结构分析的单向流固耦合计算和双向流固耦合计算,并对两种流固耦合方法进行了分析和比较,最后得出在高速气流驱动下固体结构的变形相对较大,导致流场的边界形貌发生了相对较大的改变,宜采用双向流固耦合的办法进行仿真分析.【期刊名称】《弹箭与制导学报》【年(卷),期】2012(032)004【总页数】5页(P84-88)【关键词】引信;压电振子;射流发电机;流固耦合;仿真分析【作者】孙剑韬;姜琦;王军红;徐伟;王炅【作者单位】西北工业集团有限公司,西安710043;西北工业集团有限公司,西安710043;西北工业集团有限公司,西安710043;南京理工大学机械工程学院,南京210094;南京理工大学机械工程学院,南京210094【正文语种】中文【中图分类】TJ430 引言随着科学发展与工程技术的应用，流固耦合研究从20世纪80年代以来，受到了世界学术界的广泛关注。

流固耦合研究对象是固体在流场作用下的各种行为以及固体变形或运动对流场影响。

流固耦合的重要特征是两相介质之间的交互作用，固体在流体动载荷作用下会产生变形或运动，而固体的变形或运动又反过来影响流场，从而改变流体载荷的分布和大小，正是这种相互作用将在不同条件下产生许多流固耦合现象[1]。

流固耦合问题一般分为两类，一类是流固单向耦合，一类是流固双向耦合。

单向耦合应用于流场对固体作用后，固体变形不大的情况，即流场的边界形貌改变很小，不影响流场的分布。

当固体结构变形较大，导致流场的边界形貌发生相对较大改变后，流场分布会有明显变化时，单向耦合显然是不合适的，因此在实际计算时需要考虑固体变形对流场的影响，从而选择合适的耦合方式。

基于ANSYS的输流管道液固耦合有限元仿真

基于ANSYS的输流管道液固耦合有限元仿真
郭庆;范启富
【期刊名称】《微型电脑应用》
【年(卷),期】2010(26)4
【摘要】本文利用ANSYS软件建立输流直管有限元模型,仿真给定输入流体流速脉冲时管道在3种不同支撑方式下的动力学响应;分析不同支撑条件下管道振动(固支点反作用力、特征点、截面位移及截面应力)的情况,并根据分析结果对输流管路的支撑方式提出建议,以减小液固耦合引起的管路振动及其对管道支撑结构的破坏,计算结果对管道系统的优化设计和振动对策有一定的指导意义.
【总页数】3页(P9-11)
【作者】郭庆;范启富
【作者单位】上海交通大学电子信息与电气工程学院,上海 200240;上海交通大学电子信息与电气工程学院,上海 200240
【正文语种】中文
【中图分类】V245
【相关文献】
1.两端固支输流管道流固耦合振动的稳定性分析 [J], 李宝辉;高行山;刘永寿;岳珠峰
2.基于ANSYS的输流管道流固耦合特性分析 [J], 喻萌
3.基于ansys固液耦合的液压阀仿真分析与改进 [J], 王禹生;周欣阳;吴奇;彭超凡;
4.考虑声固耦合效应的输流管道声振特性分析 [J], 陈德锦;严谨;罗杨阳;黄超;邹律
龙
5.基于液—固耦合有限元仿真的液阻悬置集总参数模型动特性分析 [J], 吕振华;上官文斌
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考虑流-固耦合的输水隧道动力模型试验中的一种相似技巧

考虑流-固耦合的输水隧道动力模型试验中的一种相似技巧刘金云;陈健云
【期刊名称】《岩土力学》
【年(卷),期】2008(29)12
【摘要】结构动力模型试验与动力模型破坏试验中,保持模型与原型相似的3种基本要求与处理技巧已在相关文献中提及。

同时,也提及了对结构动力特性、弹性振动响应与破坏形态等试验目的不同,相似要求也有所差别,而这里将对地下软土中考虑流-固耦合的输水隧道的模型试验进行数值模拟研究。

根据模型试验选料的经济实用性,提出了一种相似关系和技巧,并通过实例加以验证。

数值模拟结果表明:在这种具体情况下,采用这种相似关系完全可以从模型试验的数据换算到原型,以便获得更多的有用信息,为今后地下输水工程模型试验的选材拓宽了思路,并提出了一些新的概念。

【总页数】6页(P3387-3392)
【关键词】输水隧道;流-固耦合;动力模型试验数值模拟;相似律
【作者】刘金云;陈健云
【作者单位】大连理工大学海岸与近海工程国家重点实验室,大连116085;黑龙江八一农垦大学工程学院,黑龙江大庆163319
【正文语种】中文
【中图分类】TV672.1
【相关文献】
1.考虑风轮和塔架动力耦合的大型风力机流固耦合动态响应分析 [J], 史亚兴;杨宁;颜康植
2.基于蒸汽干燥器声疲劳比例模型试验的声固耦合动力相似准则推导 [J], 张锴
3.隧道突水模型试验流固耦合相似材料的研制及应用 [J], 黄震;李晓昭;李仕杰;赵奎;许宏伟;吴锐
4.考虑流固耦合的厚壁输水管水锤和振动特性分析 [J], 郭强;周建旭;黄亚;张健因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。