本文關(guān)鍵詞：氣固耦合管路振動(dòng)機(jī)理研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：天然氣相比于煤炭和石油,對(duì)空氣污染影響較小,屬于低碳、低排、環(huán)保的能源。而且天然氣比煤炭和石油的熱值和熱效率都要高。擴(kuò)大天然氣在能源消費(fèi)中的占比,是我國(guó)實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排和治理空氣污染的重要手段。近年來(lái)我國(guó)頁(yè)巖氣和天然氣開采過(guò)程中,管路故障頻發(fā),對(duì)氣固耦合管路振動(dòng)機(jī)理的研究,對(duì)我能源安全具有重要的能源戰(zhàn)略意義。本文以氣固耦合管路為研究對(duì)象,建立了氣固耦合管路動(dòng)力學(xué)模型和振動(dòng)數(shù)學(xué)模型,利用有限元軟件ADINA數(shù)值仿真平臺(tái)對(duì)空直管和氣固耦合管路進(jìn)行了仿真分析,通過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了仿真分析的合理性和可信性。具體研究?jī)?nèi)容體如下:對(duì)管路振動(dòng)的數(shù)學(xué)模型進(jìn)行了推導(dǎo),首先建立了空直管模態(tài)分析數(shù)學(xué)模型,推導(dǎo)了氣固耦合管路振動(dòng)模態(tài)分析數(shù)學(xué)模型�？罩惫苣B(tài)分析數(shù)學(xué)模型采用瑞利里茲能量法,氣固耦合管路振動(dòng)模態(tài)分析數(shù)學(xué)模型采用了流體輸送管道的自由振動(dòng)運(yùn)動(dòng)方程。應(yīng)用ADINA有限元仿真軟件平臺(tái)對(duì)管路進(jìn)行模態(tài)分析。首先進(jìn)行了空直管模態(tài)分析,得到了不同管長(zhǎng)、不同管徑對(duì)空直管固有特性的影響;其次進(jìn)行了氣固耦合管路模態(tài)分析,得到了不同管長(zhǎng)、不同管徑、不同壓力對(duì)氣固耦合管路固有特性的影響。通過(guò)仿真分析得到了管長(zhǎng)、管徑和壓力對(duì)管路固有特性的影響規(guī)律。搭建氣固耦合管路振動(dòng)測(cè)試實(shí)驗(yàn)臺(tái),完成了空直管和氣固耦合管路錘擊實(shí)驗(yàn)和氣固耦合管路響應(yīng)實(shí)驗(yàn)。驗(yàn)證了不同管長(zhǎng)、不同管徑對(duì)空直管固有特性的影響規(guī)律;對(duì)于氣固耦合管路,驗(yàn)證了不同管長(zhǎng)、不同管徑、不同壓力對(duì)氣固耦合管路固有特性的影響規(guī)律。同時(shí)得到了不同氣源壓力、不同管長(zhǎng)、不同管徑條件下氣固耦合管路頻率響應(yīng)特性及規(guī)律。
【關(guān)鍵詞】：氣固耦合管路 固有頻率 振型 錘擊實(shí)驗(yàn) 頻率響應(yīng)
【學(xué)位授予單位】：燕山大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TE931.2
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第1章 緒論10-19
• 1.1 課題背景10
• 1.2 管路振動(dòng)研究現(xiàn)狀10-12
• 1.3 流固耦合研究現(xiàn)狀12-14
• 1.4 流固耦合管路振動(dòng)數(shù)學(xué)建模方法研究現(xiàn)狀14-17
• 1.5 氣固耦合管路振動(dòng)研究現(xiàn)狀17
• 1.6 課題研究意義及課題來(lái)源17-18
• 1.7 本文的主要研究?jī)?nèi)容18-19
• 第2章 氣固耦合管路振動(dòng)數(shù)學(xué)模型19-28
• 2.1 引言19
• 2.2 氣固耦合管路動(dòng)力學(xué)模型19-23
• 2.2.1 氣固耦合管路軸向流數(shù)學(xué)模型20-23
• 2.3 瑞利-里茲能量法23-24
• 2.3.1 瑞利-里茲能量法模型23-24
• 2.3.2 瑞利-里茲能量法求解24
• 2.4 氣固耦合管路振動(dòng)模型24-26
• 2.5 本章小結(jié)26-28
• 第3章 管路振動(dòng)模態(tài)分析28-56
• 3.1 引言28
• 3.2 ADINA有限元仿真軟件平臺(tái)簡(jiǎn)介28-29
• 3.3 空直管和氣固耦合管路仿真模型的建立29-31
• 3.3.1 空直管仿真模型的建立29-30
• 3.3.2 氣固耦合管路仿真模型建立30-31
• 3.4 空直管模態(tài)分析31-38
• 3.4.1 管長(zhǎng)對(duì)空直管固有頻率的影響31-33
• 3.4.2 管徑對(duì)空直管固有頻率的影響33-34
• 3.4.3 空直管振型分析34-38
• 3.5 氣固耦合管路模態(tài)分析38-55
• 3.5.1 氣體壓力對(duì)流固耦合管路固有特性的影響38-44
• 3.5.2 管長(zhǎng)對(duì)氣固耦合管固有特性的影響44-48
• 3.5.3 不同管徑對(duì)氣固耦合管路固有特性影響48-50
• 3.5.4 氣固耦合管路振型分析50-55
• 3.6 本章小結(jié)55-56
• 第4章 氣固耦合管路實(shí)驗(yàn)研究56-74
• 4.1 引言56
• 4.2 試驗(yàn)臺(tái)介紹56-58
• 4.3 空直管錘擊實(shí)驗(yàn)58-61
• 4.4 氣固耦合管路錘擊實(shí)驗(yàn)61-70
• 4.5 氣固耦合管振動(dòng)路響應(yīng)70-73
• 4.6 本章小結(jié)73-74
• 結(jié)論74-76
• 參考文獻(xiàn)76-80
• 攻讀碩士學(xué)位期間承擔(dān)的科研任務(wù)與主要成果80-82
• 致謝82

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本文編號(hào)：391139