流體機(jī)械的流場分析技術(shù)已經(jīng)十分成熟,但是其動力特性的重要性卻隨著事故頻發(fā)而日益凸顯。特別是隨著大尺寸、大容量的方向發(fā)展,自身的固有頻率隨之降低,與干擾激振力的頻率愈來愈接近,因此研究流體機(jī)械的穩(wěn)定性問題變成一個(gè)十分有現(xiàn)實(shí)意義的問題。本文以放空閥的流固耦合振動為切入點(diǎn),針對流體機(jī)械的流固耦合問題進(jìn)行了有益的研究和探索,得到了一些具有工程實(shí)際意義的研究方法。 從放空式流量調(diào)節(jié)閥的現(xiàn)場應(yīng)用出發(fā),全面分析了放空式流量調(diào)節(jié)閥發(fā)生共振的可能性,為設(shè)計(jì)提供參考和指導(dǎo);從有限元的知識和基于有限元的有限體積分出發(fā),系統(tǒng)的給出了要實(shí)現(xiàn)流固耦合求解需要的理論知識,且結(jié)合國內(nèi)外最新的算法,以綜述的形式具體給出。在此基礎(chǔ)上,給出了流固耦合的數(shù)學(xué)以及在ANSYS中實(shí)現(xiàn)流固耦合問題的主要方法。在數(shù)值模擬上首先探尋在空氣中的放空閥的模態(tài),然后結(jié)合計(jì)算流體動力學(xué)的分析,將數(shù)據(jù)同步傳到模態(tài)分析模塊求解出了流固耦合的振動模態(tài),并進(jìn)行對比,發(fā)現(xiàn)固有頻率下降明顯,更加凸顯分析流固耦合固有頻率的意義。對放空閥進(jìn)行實(shí)物按比例縮放后,,進(jìn)行不同開度下的放空試驗(yàn),測得各自工況下的頻率和振幅,并且按照相似準(zhǔn)則進(jìn)行換算,得到了實(shí)物的頻率和振幅。將數(shù)值計(jì)算得到的固有頻率逐一進(jìn)行對比,發(fā)現(xiàn)不會發(fā)生共振,為求解流固耦合問題提出了一種新的思路。以實(shí)際工程運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)為基礎(chǔ),結(jié)合數(shù)值分析中易出現(xiàn)氣蝕的區(qū)域提出了結(jié)構(gòu)改進(jìn)方案,現(xiàn)場運(yùn)行十分穩(wěn)定。 以上研究構(gòu)成了一套放空閥動力特性分析的完整程序和方法,同時(shí)也可獨(dú)立運(yùn)行,可分別進(jìn)行流固耦合振動,放空閥流場分析的計(jì)算以及放空閥的綜合優(yōu)化設(shè)計(jì)。有關(guān)研究成果已在某水電站得到應(yīng)用,并得到好評。
【學(xué)位單位】：長沙理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2010
【中圖分類】：TH134
【部分圖文】：

間接法順序耦合分析數(shù)據(jù)流程圖

16圖 2.2 使用物理環(huán)境順序耦合場分析數(shù)據(jù)流程 小結(jié)流固耦合力學(xué)是流體力學(xué)與固體力學(xué)交叉而生成的一門力學(xué)分支，它是研究變流場作用下的各種行為以及固體位形對流場影響這二者相互作用的一門科學(xué)應(yīng)用領(lǐng)域十分廣泛，也因此誕生了很多不同的流固耦合算法，本章在查閱了大

放空閥示意圖

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2834733