輸流管道是艦艇疏水系統(tǒng)的重要組成部分,輔助水泵完成船艙中工作和生活中產生的污水排出,以及給水艙注、排水的任務,艦艇疏水系統(tǒng)對于整個艦艇能否正常運轉有著重大意義。疏水系統(tǒng)的動力源一般為柱塞泵,其存在固有的壓力脈動,會激勵輸流管道產生振動。當振動強烈時不僅會產生振動噪聲,嚴重時還會造成管道破壞,使艦艇疏水系統(tǒng)失效。本文以艦艇疏水系統(tǒng)管道為研究對象,采用仿真和實驗相結合的方法對管道在壓力脈動激勵下的振動特性進行研究。本文首先對艦艇疏水系統(tǒng)柱塞泵的工作特性進行了分析,研究了艦艇疏水系統(tǒng)管道壓力脈動產生的原因。然后基于Timoshenko梁模型,建立在非恒定流激勵下疏水系統(tǒng)管道流固耦合振動數學模型,模型考慮泊松耦合以及連接耦合對疏水系統(tǒng)管道的影響,建立了疏水系統(tǒng)管道直管單元軸向振動、徑向振動方程和水單元的連續(xù)性方程、動量方程,并推導出脈動流體激勵下振動模型的表達形式。采用有限元方法,運用流固耦合理論,在ANSYS Workbench平臺搭建流固耦合模型,研究了在穩(wěn)態(tài)輸入時管道的應力、位移分布、流場速度和壓力分布,以及在不同負載、不同脈動頻率、不同壓力脈動率條件下管道的應力、變形情況和動態(tài)響應規(guī)律,...

【文章頁數】：68 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
1 緒論
    1.1 課題的來源、目的和意義
    1.2 相關領域國內外研究現狀
    1.3 本文的研究工作
2 艦艇疏水系統(tǒng)柱塞泵工作特性分析
    2.1 艦艇疏水系統(tǒng)工作原理
    2.2 柱塞泵工作特性分析
    2.3 本章小結
3 疏水系統(tǒng)管道振動數學模型
    3.1 疏水系統(tǒng)管道物理模型
    3.2 疏水系統(tǒng)管道流固耦合分析
    3.3 本章小結
4 壓力脈動作用下疏水系統(tǒng)管道振動特性的仿真分析
    4.1 流固耦合建模及求解
    4.2 壓力脈動對疏水系統(tǒng)管道振動特性的影響
    4.3 本章小結
5 疏水系統(tǒng)管道振動實驗研究
    5.1 壓力脈動對管道振動特性影響實驗
    5.2 管道振動分析
    5.3 實驗仿真對比分析
    5.4 本章小結
6 總結與展望
    6.1 全文總結
    6.2 課題展望
致謝
參考文獻
附錄1 攻讀碩士學位期間研究成果



本文編號：4033779