民機水/廢水系統(tǒng)作為機載設(shè)備中不可或缺的重要組成部分,其動力學(xué)響應(yīng)特性直接關(guān)系到整個供排水系統(tǒng)的正常運作。在飛機外載以及內(nèi)流的激勵下,水/廢水管路及貯箱類結(jié)構(gòu)極易產(chǎn)生過度振動,進(jìn)而誘發(fā)結(jié)構(gòu)失效。因此有必要對民機水/廢水系統(tǒng)輸流過程中的流固耦合動力學(xué)特性開展仿真研究,以便為系統(tǒng)動力學(xué)分析、優(yōu)化和系統(tǒng)裝機提供數(shù)據(jù)支撐和技術(shù)指導(dǎo)。本文采用結(jié)構(gòu)有限元、計算流體力學(xué)及光滑粒子流體動力學(xué)等數(shù)值分析方法,以流固耦合動力學(xué)為主要理論依據(jù),借助ANSYS CFX結(jié)構(gòu)、流場耦合求解工具,仿真分析了水/廢水管道及貯箱結(jié)構(gòu)流固耦合動力學(xué)特性。對于受單相流作用的供水管路,仿真研究了流固耦合作用對管道固有模態(tài)屬性的影響,并研究了流體脈動、支撐載荷和閥門關(guān)閉后水擊作用等因素下的管道振動響應(yīng)特性;對于受氣液兩相流作用的廢水管路,分析研究了其在不同廢水沖洗水量和不同飛行高度下的管道沖擊響應(yīng),并對廢水管道卡箍位置進(jìn)行合理布局減振優(yōu)化;對于受液體晃動沖擊作用的貯箱結(jié)構(gòu),結(jié)合FEM-SPH耦合分析方法,采用LS-DYNA分析軟件仿真研究了盛液箱體在受沖擊、轉(zhuǎn)動載荷作用下的自由液面晃動及箱體動應(yīng)力響應(yīng)情況,并進(jìn)一步研究了不同晃... 

【文章來源】：南京航空航天大學(xué)江蘇省211工程院校

【文章頁數(shù)】：95 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

直管微元截面應(yīng)力圖

夠得到較為穩(wěn)定的結(jié)果。圖 2.8 核函數(shù)的問題域和支持域粒子i的任意一個函數(shù)值都可以應(yīng)用光滑函數(shù)均后獲得，支持域的范圍是一個半徑為kh的圓的邊界[50]。W域W 的支持域kh邊界W積分x問題域核函數(shù)W

T T T T TO I I a I I a Ia I F M r M qM r （3.28）進(jìn)一步可將方程（3.25）化為( )TI a I O 0 I M q q（3.29）通過求解其特征方程可以得到考慮流體作用時的流固耦合濕模態(tài)參數(shù)。相較于濕模態(tài)法，干模態(tài)法求解流固耦合模態(tài)時將結(jié)構(gòu)與流體分開，單獨計算結(jié)構(gòu)的模態(tài)后通過模態(tài)截斷后的坐標(biāo)變換，最后考慮流體附加質(zhì)量后得到流固耦合模態(tài)。3.1.1 典型充液直彎管模態(tài)分析工程中的管道系統(tǒng)一般由直管、彎管以及分支管路構(gòu)成。分析簡單的管道模型是研究復(fù)雜管系的基礎(chǔ)。通過研究簡單直管與彎管，能夠得出管道在流固耦合作用下的固有特性的變化情況。選取廢水管路上典型直管和彎管段進(jìn)行仿真分析。假定直管兩端采用固定全約束，分別仿真研究氣體、液體耦合作用對管道系統(tǒng)固有屬性的影響。 直管段全長 1038.708mm，內(nèi)徑 48.6mm，管道壁厚 1.1mm。彎管段為同截面的連續(xù)彎管其內(nèi)徑及壁厚與直管段相同。兩者長度及彎曲尺寸如圖 3.1 所示。

【參考文獻(xiàn)】：
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本文編號：3616564