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  • 简介:耦合(Fluid-StructureInteraction,FSI)是目前很多领域研究的热点和难点之一.与国外相比,国内在该方面的研究相对滞后或片面.本文对FSI研究现状和意义、传统风工程理论和方法、流体力学基本理论、流体力学有限元、FSI理论和分析方法等内容作了介绍,探讨了耦合界面条件、边界追踪、网格更新以及大型非线性方程求解等问题,特别对强耦合和弱耦合算法作了理论上的探讨和区分.本文可为耦合理论数值模拟提供理论和方法的指导.

  • 标签: 流固耦合 强耦合 弱耦合 边界条件 ALE法
  • 简介:本文以汽油机排气管为研究对象,建立了排气管固体、内部烟气以及外部冷空气多种流体对流换热模型,采用CFD软件Fluent对排气管内外流场进行数值模拟,并将计算结果映射到FEA软件中进行耦合计算,得到不同车速下排气管的温度场及应力分布情况,计算结果表明外部冷空气的流动对排气管温度及应力分布具有很大影响.计算结果对排气管的模拟计算及生产设计具有一定参考价值.

  • 标签: 汽车排气管 流固耦合 有限元分析
  • 简介:摘要:与水工结构的通信问题往往比较繁琐和难以处理,因此理论上很难解决,但借助数值模拟,可以提出多种有效的方法,这些方法在海洋和海洋工程中得到了广泛的应用。基于离散网格,我们可以将通信数值方法分为四种类型:匹配网格法、无拟合法、重叠法和基于粒子法。本文简要介绍了这些方法的主要特点及其最新研究成果。流体结构的每个相互作用问题都有其自身的特定性质,这些性质会影响适当数值方法的选择。在选择合适的数值模型的同时,利用各种方法的优势,创新更高效的计算方法,是耦合算法发展的关键方向。

  • 标签: 流固藕合 网格方法 粒子类方法
  • 简介:摘要以直角弯头内导流结构设计为契机,考虑到弯头内部流体和导流结构的相互作用,基于abaqus和fluent建立了双向耦合模型,并对含导流结构的直角弯头进行了耦合特性分析。计算结果表明导流结构可有效降低弯头内部流体的流速并改善场分布,同时,弯头内导流结构能够满足强度和刚度的设计要求,为弯头内导流结构设计提供理论依据。

  • 标签: 直角弯头 导流片 流固耦合 强度和刚度
  • 简介:摘要现如今,我国是科技快速发展的新时期,该文对液压系统管路藕合进行研究,建立大流量液压管路和藕合的数学模型。应用ANSYS软件研究不同条件(管路支撑间距、管路厚度)对管路特性的影响。分析结果表明在其他条件不变的情况下,随着两支撑间距的增加,管路固有频率呈先增大后减小的趋势;随着管路厚度的增加,管路刚度增强,其固有频率也逐渐增大。在此基础上以超大型三轴试验仪为例,根据实际情况建立其大流量回油管路模型,探讨其振动问题。最后,应用以上研究结论提出不同的解决方案,通过仿真分析确定所选方案的参数,其研究成果可为其它管路系统的设计提供参考。

  • 标签: ANSYS 流固祸合 管路 谐振频率
  • 简介:摘要:随着工业化进程不断加快,油气输运相关问题十分重要。其中对竖直管道的研究显得尤为重要。本文通过利用workbench软件对竖直管道进行建模分析,得到了管道内流体对管道的影响。其中分析了管道在流体影响下的最大变形和最大应力及其分布状态。模态分析可以得到管道系统的模态振型,可以为管道的安装和维护提供参考,避免固有频段,有效避免共振现象。

  • 标签: 竖直管道 有限元 流固耦合
  • 简介:摘要:随着我国城市用地面积日渐紧张,地上交通建设日趋饱和,为缓解交通压力地下交通建设成为了解决上述问题的最佳选择。盾构隧道工程在地下交通建设领域占有重要席位,而盾构隧道建设过程中不可避免会穿越江河湖海或富水砂卵石地层,从而就产生了盾构隧道耦合问题。隧道施工将会使得围岩应力场与渗流场的改变,渗流场变化产生渗透体积力作用于土颗粒导致应力场的变化,应力场的变化会导致土体渗透系数的改变,进而影响渗流状态,从而产生施工期耦合问题。本文依托成都地铁1、3号线联络线工程,利用有限元软件 MIDAS GTS/NX 建立盾构隧道掘进过程的水土耦合三维数值模型,研究富水砂卵石复合地层下盾构施工过程中的围岩位移场、应力场及渗流场的变化规律。

  • 标签: 盾构隧道 施工期 水土耦合
  • 简介:摘要:现阶段,我国社会发展迅速,促进了各个行业的进步。往复压缩机在石油化工、天然气储运等方面有着重要作用,其中零部件的运动较复杂且易损件较多,发生故障后可能造成重大损失。在往复压缩机的故障中,气阀组件的故障占比很大。网状阀是大型往复压缩机中常用的气阀类型,压缩机工作过程中网状阀的阀片在气体压力、弹簧力等载荷作用下运动,阀片承受交变载荷,容易发生疲劳破坏。目前已经有许多关于识别往复压缩机气阀故障的研究,包括从振动信号、温度信号及示功图等方面识别气阀的故障和运行状态,这类方法在诊断气阀泄漏、阀片断裂及弹簧失效等故障的过程中取得了良好的效果。双向耦合计算中可以更充分地考虑阀片与流体的相互作用、阀片上受到的流体载荷不均匀和阀片运动对其受到的流体载荷的影响。

  • 标签: 气阀 流固耦合 故障机理 研究
  • 简介:摘要为了研究混流式水轮机叶片损伤原因,对其耦合动力特性进行系统分析。通过水轮机的刚强度分析与耦合分析延伸讨论X型叶片在复杂场情况下的状态。研究得出混流式水轮机工作时转轮叶片不可转动,所以要承受离心力、水压力等的共同作用,应力情况复杂。水轮机叶片若经常处于水流激振力作用下,会导致叶片振动的产生,若长时间振动必然造成机械结构损伤和零配件材料疲劳,若发生共振还会加剧结构破坏程度。

  • 标签: 混流式水轮机 叶片 流固耦合 动力特性
  • 简介:摘要风载荷是雷达天线结构承受的主要载荷之一。本文运用耦合方法,在AnsysWorkbench软件中对风场中的天线进行仿真分析,得到天线于风场中的风力分布及风速扰动情况,以及天线在特定风速下的变形和受应力情况。利用此种仿真分析方法,可直观得到天线耦合面风压的变化大小,进而对风场中天线面进行结构优化。

  • 标签: 天线结构,流固耦合,风力分布,结构优化
  • 简介:薄膜结构与风环境之间存在着较强的耦合作用,并且这种耦合作用往往对薄膜结构的振动起控制作用.本文将两者的耦合作用分为静力耦合作用和动力耦合作用,分别建立了静力耦合模型和简化气弹模型,并对所涉及的几个因素进行了初步分析,为下一步的风洞试验研究奠定了理论基础.

  • 标签: 薄膜结构 耦合作用 气承刚度 声致阻尼 简化气弹模型
  • 简介:摘要随着科学技术的发展,电子器件的散热问题对微流体传输提出了更高的要求,也极大的促进了微泵的发展。以压电陶瓷作为驱动元件的压电泵在微流体传输方面的所具有的优势越来越显著,它结构简单,利于微型化、集成化、流量可控,响应快、无电磁干扰,极大的吸引力国内外的研究学者的关注。频繁响应的阀的可靠性直接影响着泵的工作性能,但目前对于段时间内频繁开合的阀的可靠性却极少被关注。为此,本研究提出了一种钹型开槽式阀体,该阀由钹型格栅和钹型开槽膜片组成。针对在压电泵工作的钹型开槽阀,本文通过有限元分析软件Ansys基于耦合的方法分析了钹型开槽阀在不同频率工作下的应力情况。根据计算结果,得出在压电泵正常输出的工作频率范围内,频率为418Hz时,膜片所受应力的计算值达到最大,为81.74MPa。该研究验证了钹型开槽式阀体压电泵的有效性。

  • 标签: 压电泵 流固耦合 仿真分析
  • 简介:为准确表征煤层复杂的地质力学效应,根据多重孔隙介质力学特征和多过程运移特点,来构建煤层气藏三孔双渗全耦合数学模型,并基于所研发的全隐式有限体积数值模拟器,进一步研究地质力学效应对孔渗参数和煤层气产能的影响。结果表明,有效应力效应与基质收缩作用均可影响裂缝渗透率,且作用方向相反:有效应力效应的作用强度在开发初期大于基质收缩作用,但在后期发生逆转,导致渗透率先减小后增大,最终值甚至可达初始值的数倍;随着煤岩杨氏模量增大,有效应力效应减弱,煤层气日产量增大,产气高峰出现时机提前,随着Langmuir体应变量增大,基质收缩作用增强,同样煤层气日产量增大,产气高峰出现时机提前。全耦合数学模型能够更准确地刻画煤层复杂耦合作用,这对煤层气产能预测具有重要意义。

  • 标签: 煤层气 流固耦合 地质力学效应 基质收缩 三孔双渗
  • 简介:研究基于耦合中的泊松耦合理论,对自行研制的一种用于水轮机的静压轴承密封,建立了密封腔内外流动模型,对密封的工作原理进行了性能分析,得出了密封腔内外的压力变化和速度变化以及位移移动量。

  • 标签: 水轮机 静压轴承密封 流固耦合 泊松耦合
  • 简介:水动力学与固体力学交叉的耦合理论是船舶与海洋工程结构响应分析与直接设计的重要工具.本文应用卷变积方法,按照广义力和广义位移之间的对应关系,将弹性动力学的基本方程卷乘上相应的虚量,然后积分,代数相加,并考虑到体积力和面积力均为伴生力,建立了非保守系统初值问题的两类变量的广义拟余能原理.应用广义拟余能原理研究耦合问题,分析了结构的动力响应,给出同时求解力类量和位移类量两类变量的计算方法。

  • 标签: 流固耦合 弹性动力学 广义拟余能原理 动力响应
  • 简介:耦合作用是影响液压元件使用性能的重要因素,传统的基于刚性等温模型的设计方法无法准确预测摩擦副的真实接触状态,不能满足高性能液压元件的设计要求。对国内外液压元件耦合的研究进展进行了分析、归纳及评述,并对液压元件耦合研究需进一步开展的工作做了展望。

  • 标签: 液压元件 流固温耦合 摩擦副 研究进展
  • 简介:摘要在研究大型风力机由于疲劳破坏产生的影响的过程中,分析耦合条件下风力机的叶片应力具有重要作用。相关研究数据显示,应力从叶间到叶片后缘处不断变大,在风力机叶片的根部处应力达到最大值为5.5兆帕左右,在这种情况下很容易造成叶片受损,与实际情况相结合可以发现受损部位与经常出现的叶片断裂部位相吻合。通过本篇文章对风力机叶片的原理及作用进行分析,并且对风力机在使用过程中的载核问题以及结构交接问题做出探讨。

  • 标签: 流固耦合 风力机叶片 疲劳破坏
  • 简介:摘要:为研究单体低矮双坡建筑屋面的耦合作用,基于LSDYNA建立了数值仿真模型,分析了风荷载作用与耦合作用对稳定场特性、屋面风荷载与动力响应的影响规律。结果表明:非耦合阶段的稳定风速场在竖向体现分层特性,将建筑上空区域化划分层三个流速区,该阶段内流体仅在建筑四周较小范围产生绕,绕区域外侧风速增大;耦合阶段的稳定风场在来方向体现分区特性,流体不仅在建筑前侧产生较大的绕,并在建筑后侧形成湍流,湍流外部风速较大,内部风速较小,且湍流沿来方向逐渐耗散,即耦合作用下的风场特性更符合实际情况。非耦合阶段,屋面板的风吸荷载波动较大,整体幅值较大,但其风致振动位移平稳波动,两者变化趋势不一致;耦合阶段内屋面板的风致振动位移变化趋势与荷载变化趋势一致,幅值均呈现先减小波动,后逐渐趋于平稳的趋势,即耦合作用计算的荷载与位移变化规律更接近实际情况。

  • 标签: 低矮建筑 双坡屋面 流固耦合 流场,风荷载,动力响应
  • 简介:摘要通过对现有基站结构的热工特性分析,提出了采用耦合的自然空气对流来进行降温节能的方案。采用有限元的分析方法对通信基站建模,比较了三种通风管安装结构下的温度仿真模型,对不同材质的基站进行分析对比,得到了一种最佳安装结构及通风管的直径和安装高度。

  • 标签: 流固耦合 通信基站 有限元分析 正交试验