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输液管系统中存在液体压力脉动和管壁结构振动,它们之间的耦合作用,不仅会造成振动和噪声污染,严重的耦合振动可导致灾难性事故。研究输液管道流固耦合振动的分析方法,为快速预测管道(系统)振动、评估振动损害具有重要的现实意义和理论研究价值。

输液管道耦合振动模型:

工作过程中,输液管道可能同时存在拉压、弯曲及扭转的载荷和运动,这时管道的振动最为复杂,耦合现象最严重。

管道坐标系及受力

使用基于MpCCI的流固耦合仿真技术。首先分别建立管道的流体和结构分析模型。流体计算使用CFD软件FLUENT。结构计算使用通用有限元软件ABAQUS。使用MpCCI软件作为耦合仿真工具,实现FLUENT与ABAQUS在之间的数据传递。可以时域范围对输液管道流固耦合振动进行数值分析。

分析结果:

管道中点压力曲线图管道终点压力曲线

结论:

基于MpCCI的耦合分析具有解题思路清晰,稳定性好,边界条件易确定等优点,是计算管系振动响应的有效方法。