發(fā)布時(shí)間：2018-03-15 06:03

  本文選題：流固耦合　切入點(diǎn)：管道爆炸　出處：《浙江大學(xué)學(xué)報(bào)(工學(xué)版)》2017年03期 　論文類型：期刊論文

【摘要】：針對管道爆炸后果模擬中存在的伴隨變形與斷裂的流固耦合問題,提出一種計(jì)及計(jì)算穩(wěn)定性的流固耦合算法,對在內(nèi)部氣體爆炸作用下的管道動(dòng)態(tài)斷裂及爆炸流場發(fā)展進(jìn)行耦合仿真.采用單元?jiǎng)h除技術(shù)并植入應(yīng)變率-應(yīng)變雙變量失效準(zhǔn)則來模擬管道的裂紋擴(kuò)展,將模擬得到的管道斷裂形貌及壓力歷程與試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行對比驗(yàn)證.分析管道爆炸的后果,并將管道外峰值壓力的模擬值與現(xiàn)有方法的計(jì)算值進(jìn)行對比.結(jié)果表明:考慮流固耦合效應(yīng)時(shí)管道外2個(gè)測點(diǎn)的峰值壓力分別為不考慮該效應(yīng)時(shí)的83.1%和62.2%.相比難以計(jì)及爆炸流場與管道相互作用的半經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ秃蛡鹘y(tǒng)計(jì)算流體力學(xué)方法,所提出的方法可以更加合理地預(yù)測管道內(nèi)氣體爆炸的后果.
[Abstract]:In order to solve the fluid-solid coupling problem with deformation and fracture in the simulation of pipeline explosion consequences, a fluid-solid coupling algorithm is proposed, which takes into account the computational stability. The coupling simulation of pipeline dynamic fracture and explosion flow field under the action of internal gas explosion is carried out. The element deletion technique and strain rate-strain bivariate failure criterion are used to simulate the crack growth of the pipeline. The fracture morphology and pressure history of the simulated pipeline are compared with the experimental results, and the consequences of pipeline explosion are analyzed. The results show that the peak pressure outside the pipeline is 83.1% and 62.2 when the fluid-solid coupling effect is taken into account, respectively. Taking into account the interaction between explosive flow field and pipeline, the semi-empirical model and the traditional computational fluid dynamics method are used. The proposed method can more reasonably predict the consequences of gas explosion in the pipeline.
【作者單位】： 浙江大學(xué)化工機(jī)械研究所;浙江工業(yè)大學(xué)固體力學(xué)研究所;浙江大學(xué)流體動(dòng)力與機(jī)電系統(tǒng)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室;浙江大學(xué)高壓過程裝備與安全教育部工程研究中心;
【基金】：國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃資助項(xiàng)目(2016YFC0801200) 國家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目(51275455)
【分類號】：O353.4

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本文編號：1614723