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.