简支梁输流管道流固耦合差分迭代算法研究与应用

• 作者: 侯祥林 孙红 王洁乐 王瑞堂
• 来源期刊: 沈阳建筑大学学报（自然科学版）
• 学科: 工学
• 关键词: 流固耦合 无量纲化 有限差分法 程序设计
• 年，卷（期）: 2015,（1）
• 所属期刊栏目: 机械工程
• 页码范围: 149-157
• 页数: 9页
• 分类号: TU646
• 语种: 中文
• DOI: 10.11717/j.issn:2095-1922.2015.01.19

摘要

目的 考虑流体流动惯性力的作用,建立流体与管道的流固耦合非线性动力学方程,通过构造新的数值差分算法,解决简支梁输流管道流固耦合特性问题.方法采用量纲分析法对动力学方程进行无量纲化处理.基于有限差分理论,建立动力学模型差分方程组,并运用追赶法求解离散差分方程组.结果 在Visual Basic 6.0语言平台上编制求解各离散点振动位移的通用程序,通过对比分析获得不同流速和阻尼下的振动响应规律:当流速一定时,阻尼的大小只改变系统的振动幅度,而不改变系统的频率特性,管道的最大振幅由初始管道长度的3％降低到0.8％;当阻尼一定且流速不断增大时,系统的振幅也随之增大,而固有频率随流速的增大而逐渐降低,从而推断出系统的临界流速为520 m/s.结论 研究结果表明,笔者提出的差分迭代算法不仅简单有效,同时也为工程实际应用提供了新思想.