Flow-induced vibration of a y-shaped tube conveying fluid
Автор: Al-maaitah Ayman A., Kardsheh Kamal
Журнал: Техническая акустика @ejta
Статья в выпуске: т.2, 2002 года.
Бесплатный доступ
This work investigates out of plane vibration of a Y-shaped tube conveying fluid with clamed ends conditions. The mathematical model is based on the equation of motion of each tube coupled with matched boundary conditions at the junction of the three segments. The resulting equations are then resolved using Galerkin approach. The resulting eigen-values, eigen-function and shape modes are found numerically. A stability analysis of the solution is then performed. The effect of geometrical and flow parameters on the vibration of the Y-shaped tube conveying fluid is investigated. Results show that for small length of branching side compared to the supplying tube and for zero branching angle then the first three non-dimensional frequency is close to those of straight single tube with clamped-clamped conditions. Moreover, neutral stability regions were observed in firs, second, and third modes for large range of dimensionless flow velocity. Results further demonstrate that an increase in dimensionless flow velocity results in decreasing of the non-dimensional frequency for the first three modes. Effect of branching angle and geometrical configuration of the mode shape and frequency is also investigated.
Короткий адрес: https://sciup.org/14315966
IDR: 14315966
Колебания трубопровода y-образной формы, создаваемые потоком жидкости
В статье исследуются колебания трубопровода Y-образной формы (магистрали и двух ответвлений) в направлении, перпендикулярном плоскости, на которой расположен трубопровод. Учитывается движение жидкости по трубопроводу. Концы рассматриваемого участка трубопровода считаются жестко заделанными. Математическая модель базируется на уравнениях движения каждой трубы, связанной с другими трубами соответствующими граничными условиями в соединении. Результирующие уравнения решаются с использованием метода Галеркина. Собственные значения, собственные функции и формы колебаний находятся численно. Выполнен анализ стабильности решения. Исследовано влияние геометрии трубопроводов и параметров потока на колебания системы. Результаты показывают, что при малой длине ответвлений по сравнению с магистралью и при малых углах ответвлений первые три безразмерные частоты близки к частотам одной прямой жестко заделанной трубы. Кроме того, область стабильности для первых трех мод наблюдается в широком диапазоне безразмерных скоростей потока. Значительное увеличение безразмерной скорости потока приводит к снижению безразмерных частот для первых трех мод. Исследовано также влияние углов ответвлений и других геометрических параметров.
