مدل تحلیلی برهم کنش سازه-سیال برای لوله های کامپوزیتی ناهمسانگرد الاستیک حامل جریان سیال
کد مقاله : 1327-IRANCOMP-FULL
نویسندگان:
زهره ابراهیمی *
دانشگاه پیام نور
چکیده مقاله:
در این مقاله برهم‌کنش سازه-سیال در لوله‌های کامپوزیتی حامل جریان سیال با استفاده از یک مدل چهار معادله‌ای بررسی شده است. ماده کامپوزیتی لوله به صورت ناهمسانگرد الاستیک در معادلات سازه-سیال لحاظ شده است. روابط تنش-کرنش به صورت ناهمسانگرد در معادلات مومنتوم و پیوستگی لوله کامپوزیت قرار داده شده است. معادلات حرکت سیستم با استفاده از روش تفاضل محدود کرانک نیکلسون گسسته می‌شوند و برای مدل‌سازی یک سیستم منبع، لوله و شیر به کار گرفته می‌شود. شرایط مرزی و مشخصات سیال و لوله کامپوزیتی مشخص است. ابتدا سیال با سرعت اولیه یک متر بر ثانیه و بسته شدن شیر به صورت ناگهانی و آنی درنظر گرفته می‌شود. برای صحت‌سنجی مدل سازه- سیال ارائه شده، جنس لوله از فلز با دو لایه یکسان با زاویه 0 درجه قرار داده می‌شود. در این حالت مقدار هد فشاری در نقاط مختلف لوله با مدل برهم‌کنش سازه-سیال و مقدار محاسبه شده از حل دقیق آن مقایسه می‌شوند. مقدار حل دقیق و مدل حاضر تطابق بسیار خوبی را نشان می‌دهد. عملکرد مطلوب لوله‌های کامپوزیتی در خنثی کردن اثر پدیده ضربه قوچ در این تحقیق نشان داده شده است. لوله کامپوزیتی به صورت یک میراگر ارتعاشاتی عمل کرده و نوسانات نامطلوب حاصل از ضربه قوچ را خنثی کرد. میدان‌های سرعت و تنش محوری لوله نیز در این تحقیق مورد توجه قرار گرفته است. در انتها به مطالعه پارامتری مساله پرداخته شده است. دو پارامتر سرعت اولیه سیال و مدت زمان بسته شده شیر، در ادامه این تحقیق مورد ارزیابی قرار می‌گیرد.
کلیدواژه ها:
لوله کامپوزیتی، برهم کنش سازه-سیال، اصطکاک ، کرنش
وضعیت : مقاله برای ارائه شفاهی پذیرفته شده است