水平管道段塞流流固耦合数值研究

　　

管道中出现段塞流时，会造成管道损坏。因此预测段塞的发生及其影响非常重要。由于段塞流的不稳定性，输送段塞流的管道容易受到循环应力的影响。本文对段塞流和管道之间的相互作用进行了数值研究，进行三维计算流体（CFD）和三维管道模型之间的流固耦合（FSI），分析了管道应力变化及段塞特性。FSI模拟结果表明，由于段塞流，最大应力出现在管道支架附近，导致管道疲劳损伤，缩短管道的总寿命。因此，在管道设计阶段，应仔细考虑这些应力。模拟多种流速和恒定风速下管道应力的变化，在流速为0.505m/s时管道应力最大。此外，当水速从0.502 m/s增加到1.003 m/s时，最大应力减小1.2%，当水速增加到1.505 m/s时，最大应力减小3.6%。

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