Численное моделирование колебаний элементов трубы с потоком несжимаемой жидкости
Автор: Прокудина Людмила Александровна, Япарова Наталия Михайловна, Вихирев Михаил Павлович
Рубрика: Вычислительная математика
Статья в выпуске: 3 т.7, 2018 года.
Бесплатный доступ
Контроль расхода жидкости в трубопроводах является актуальной и практически значимой задачей. Основой контроля служат характеристики поперечных колебаний прямой трубы с потоком жидкости. В данной работе рассмотрена математическая модель и численный метод определения колебаний прямого участка трубы с потоком несжимаемой жидкости. Труба подвергается точечному внешнему импульсному воздействию. Для решения поставленной задачи в статье предложен численный метод, основанный на использовании конечно-разностных уравнений и применении QR-разложения матричной формы получаемой системы. С целью проверки принципиальной возможности построения численного решения задачи определения влияния импульсного воздействия на характеристики поперечных колебаний элементов прямой трубы был проведен вычислительный эксперимент. В эксперименте исследовалось влияние скорости и массы потока жидкости, импульсного воздействия, осевого давления, а также параметров трубы на характеристики процесса колебаний. Влияние перечисленных факторов было учтено в коэффициентах уравнения. В ходе эксперимента осуществлен сравнительный анализ получаемых численных решений в трех контрольных точках. Результаты вычислительного эксперимента представлены в работе и свидетельствуют о том, что предложенный метод позволяет выявить влияние импульсного воздействия на характеристики поперечных колебаний.
Поперечные колебания трубы, поток несжимаемой жидкости, импульсное воздействие
Короткий адрес: https://sciup.org/147233179
IDR: 147233179 | DOI: 10.14529/cmse180304
Список литературы Численное моделирование колебаний элементов трубы с потоком несжимаемой жидкости
- Пфейфер П. Колебания упругих тел. М.: ОНТИ ГТТИ, 1934. 155 с.
- Тимошенко С.П. Колебания в инженерном деле. М.: Наука, 1967. 444 с.
- Kutin J., Bajsic I. Stability-boundary Effect in Coriolis Meters // Flow Measurument and Instrumentation. 2001. Vol. 12, No. 1. P. 65-73. DOI: 10.1016/S0955-5986(00)00044-3
- Paidoussis M.P. Fluid-Structure Interactions: Slender Structures and Axial Flow, Volume 1. Elseveir Academic Press, 2003. 942 p.
- Нестеров С.В., Акуленко Л.Д., Коровина Л.И. Поперечные колебания трубопровода с равномерно движущейся жидкостью // Доклады Академии Наук, Механика. 2009. Т. 427, № 6. C. 781-784.
- Хакимов А.Г., Шакирьянов М.М. Пространственные колебания трубопровода под действием переменного внутреннего давления // Вестник Уфимского государственного авиационного технического университета. 2010. Т. 14, № 2 (37). С. 30-35.
- Миронов М.А., Пятаков П.А., Андреев А.А. Вынужденные изгибные колебания трубы с потоком жидкости // Акустический журнал. 2010. Т. 56, № 5. С. 684-692.
- Чернятин В.А. Обоснование метода Фурье в смешанной задаче для уравнений в частных производных. М.: МГУ, 1991. 112 с.
- Бадерко Е.А. Метод теории потенциала в краевых задачах для 2m-параболических уравнений в полуограниченной области с негладкой боковой границей // Дифференциальные уравнения. 1988. Т. 24, № 1. С. 3-9.
- Самарский А.А. Теория разностных схем. М.: Наука, 1977. 656 с.
