段塞流诱导水平U型管振动数值仿真研究

基于计算流体力学和计算结构动力学方法,对气液两相流诱导水平U型管振动进行数值仿真研究。对比分析气液两相流典型流型,重点研究了段塞流工况下流体动态激励特性和管道振动响应特性。结果表明:段塞流是振动最强烈的流型;在气相折算速度不变的情况下,随着液相折算速度的增大,段塞速度和段塞频率增大,段塞长度减小;水平U型管两弯头的振动响应基本对称;段塞频率、流体激励力、管道模态以及振动响应之间相互关联。本研究可为气液两相流流固耦合振动数值仿真提供参考。

基于流固耦合的气液两相流竖直弯管振动特性数值仿真

基于流固耦合方法将计算流体力学与结构瞬态响应计算相结合,对竖直弯管内气液两相流诱导振动现象进行数值仿真和研究。建立竖直平面内4种转弯角度的弯管模型,得到不同转弯角度下气液两相流的液相体积分数云图以及管道结构的振动响应。计算结果表明,随着竖直弯管转弯角度的增大,气液两相流的流型转化加快,两相在弯头区域的冲击挤压作用以及管道振动响应均呈现出先增大后减小的趋势。数值仿真结果可为类似管路系统的设计提供参考。