河流穿越高压输气管道临界悬空长度的数值模拟研究

高压输气管道穿越河流时的力学行为受诸多因素影响,河床边界条件的变化是重要影响因素之一。该文基于流体动力学和固体力学理论,利用有限元软件FLUENT和ANSYS对高速水流冲击下的悬空管道进行了模拟分析。在总结出河床变化时悬空管道最大应力、位移变化规律的基础上,得到不同水流速度作用下高压输气管道的临界悬空长度。并对"西气东输"一线和"川气东送"等管线工程进行实例分析,所得计算结果对高压输气管道的日常维护和制定抗洪抢险方案具有一定的参考价值。

河流穿越高压输气管道悬空长度的动态演变过程及临界状态的数值方法研究

针对河流对穿越高压输气管道支撑边界的冲刷导致悬空长度变化的动态演变过程,利用ANSYS Multiphys-ics软件建立河床-管道-水流3维有限元整体模型。运用顺序耦合法实现了穿越高压输气管道由于水流冲刷引起悬空长度不断变化条件下流体与固体结构间双向耦合的动力学仿真。针对西气东输的实际高压输气管道,获得了在不同悬空长度和水流速度下管道的动态应力应变场及热点应力,基于强度准则确定了不同壁厚管道在不同流速下的临界悬空长度。提出的河流穿越高压输气管道悬空长度的动态演变过程及临界状态的数值方法,可为河流穿越输气管道的安全监测及风险评价提供理论支撑。

均布载荷下Arc型与S型悬臂梁的临界长度

研究了悬臂梁、Arc型梁以及S型梁随着一无量纲参数的变化而逐渐演化的过程,求得了悬臂梁与基底接触形成Arc型梁以及S型梁的条件,并且通过最小势能原理,采用两种方法推导出了S型梁的临界悬空长度,通过叠加原理,求得了形成Arc型梁时基底的支持力.给出了随着无量纲参数的变化各种梁的挠曲线.这些分析对于工程设计,以及微机电系统、生物的毛细黏附等有一定的参考价值.

海底管道悬空段管跨振动的共振分析

从涡激振动的概念、管跨固有频率的计算方法、临界悬空长度的确定对管跨作共振分析,采用MATLAB编制计算程序,通过算例计算分析,得到如下结论:随着外流流速的增加,管道的临界悬空长度降低,即管外流速越大,管道越容易发生共振;随着内压的增加,管道的临界悬空长度降低,即管内压强越大,管道越容易发生共振。