流體機械的流場分析技術已經(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,因此研究流體機械的穩(wěn)定性問題變成一個十分有現(xiàn)實意義的問題。本文以放空閥的流固耦合振動為切入點,針對流體機械的流固耦合問題進行了有益的研究和探索,得到了一些具有工程實際意義的研究方法。 從放空式流量調(diào)節(jié)閥的現(xiàn)場應用出發(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,為設計提供參考和指導;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)的給出了要實現(xiàn)流固耦合求解需要的理論知識,且結合國內(nèi)外最新的算法,以綜述的形式具體給出。在此基礎上,給出了流固耦合的數(shù)學以及在ANSYS中實現(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),然后結合計算流體動力學的分析,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。對放空閥進行實物按比例縮放后,,進行不同開度下的放空試驗,測得各自工況下的頻率和振幅,并且按照相似準則進行換算,得到了實物的頻率和振幅。將數(shù)值計算得到的固有頻率逐一進行對比,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。以實際工程運行經(jīng)驗為基礎,結合數(shù)值分析中易出現(xiàn)氣蝕的區(qū)域提出了結構改進方案,現(xiàn)場運行十分穩(wěn)定。 以上研究構成了一套放空閥動力特性分析的完整程序和方法,同時也可獨立運行,可分別進行流固耦合振動,放空閥流場分析的計算以及放空閥的綜合優(yōu)化設計。有關研究成果已在某水電站得到應用,并得到好評。
【學位單位】：長沙理工大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：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 小結流固耦合力學是流體力學與固體力學交叉而生成的一門力學分支，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應用領域十分廣泛，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】

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