组合管道结构流固耦合振动特性分析

姚胜婕; 王骥骁; 柴怡君; 杨雄伟; 王春明

应用力学学报 ›› 2025, Vol. 42 ›› Issue (2) : 405 -414.

组合管道结构流固耦合振动特性分析

姚胜婕, 王骥骁, 柴怡君, 杨雄伟, 王春明

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摘要

为研究输流管道结构在流固耦合作用下的振动特性，采用试验测试和仿真分析获得了组合管道结构充液及未充液状态下的固有频率和模态振型；基于双向流固耦合分析方法求解了管道流致振动响应及流体压力变化，并开展动响应试验测试与数值结果进行对比验证。结果表明，管道固有频率在流体附加质量的影响下明显降低，而模态振型基本不受影响；组合管道结构中直弯管连接处以及弯头等不连续部位的存在，会使管内流体状态受到扰动而出现压力波动，并诱发管道振动，且管道的振动频率与其固有频率接近。研究结果对保证管道系统安全运行具有重要的指导意义。