串列布设立管干涉问题流固耦合研究的开题报告

串列布设立管干涉问题流固耦合研究的开题报告一、选题背景与意义在实际工程中，管道布置经常会受到空间限制的影响，导致两个管道交叉、并排或相互嵌套。这种情况下，管道之间会产生相互干涉，严重影响管道的正常运行。因此，在进行管道布设设计时，需要考虑管道之间的相互干涉关系。传统的管道干涉分析方法仅考虑了管道的静态干涉问题，忽略了流固耦合效应。实际上，管道内流体的流动会对管道本身产生作用力，并且在管道与支架接触处也可能产生摩擦力和振动。因此，研究管道干涉问题的同时也需要考虑流固耦合效应的影响。本文将针对串列布设的管道系统进行研究，探讨流固耦合效应在管道干涉分析中的应用，为实际工程中的管道布设设计提供理论支持。二、研究内容与方法1.研究内容本文将从以下几个方面开展研究：（1）串列布设管道系统的干涉分析针对串列布设的管道系统，通过有限元方法建立计算模型，分析管道之间的干涉关系，探讨不同干涉形式下的应力分布和变形情况。（2）流体作用力及摩擦力计算对管道内流体的输送过程进行数值模拟，计算管道内流体对管道的作用力。同时，考虑管道与支架之间的接触，计算出管道在支架上的振动和摩擦力。（3）流固耦合效应在管道干涉分析中的应用分析流体作用力和摩擦力对管道应力和变形的影响，探讨流固耦合效应在干涉分析中的应用。2.研究方法本文将采用有限元分析方法和数值模拟方法进行研究。具体来说，将使用ANSYS等有限元分析软件建立串列布设管道系统的计算模型，分析悬挂支架、管道应力、变形和干涉等问题。同时，借助CFD数值模拟软件进行流体动力学数值模拟，计算流体作用力和摩擦力对管道的影响，建立流-固耦合模型，探讨流固耦合效应在干涉分析中的应用。三、预期成果本文预期能够实现以下几个方面的成果：（1）建立串列布设管道系统的数值模型，分析管道之间的干涉关系。（2）计算管道内流体对管道的作用力和管道在支架上的振动和摩擦力。（3）探讨流固耦合效应在干涉分析中的应用，提出相应的改善措施。（4）为现实中的管道布设设计提供理论支持。四、进度计划时间节点|工作内容第一周|研究串列布设管道系统的干涉关系及应力分布情况第二周|计算管道内流体对管道的作用力和管道在支架上的振动和摩擦力第三周|探讨流固耦合效应在干涉分析中的应用第四周|撰写开题报告，完善研究计划第五周-第十周|进行数据分析与处理，并开展答辩准备工作五、参考文献1.W.Y.Liao,Y.C.Chang.Dynamiccharacteristicsofcross-flow-inducedvibrationandflow-inducednoiseinabranchingpipesystemwithapressurereducingvalve.JournalofFluidsandStructures,2011,27(7):1077-1096.2.J.C.Kim,Y.H.Kim.Anumericalstudyonflow-inducedvibrationandnoiseinapipingsystemwithcontrolvalve.JournalofMechanicalScienceandTechnology,2015,29(7):2757-2769.3.X.Y.Zhang,H.Y.Luo.Studyonflow-inducedvibrationinapipingsystemwithbranchingflowandaglobevalve.JournalofSoundandVibration,2016,375:114-131.4.K.J.Lee,D.W.Lee.Analysisofdynamicwavepropagationinbranchingpressurevesselsusingtransfermatrixmethod.JournalofPressureVesselTechnology,2015,137(6):061202.5.S.Gao,H.Gao.Anumericalstudyonflow-inducedvibra