基于流固耦合内表含裂纹缺陷集气管道剩余寿命研究
| 摘要 | 第3-5页 |
| abstract | 第5-6页 |
| 1. 绪论 | 第10-16页 |
| 1.1 选题研究背景 | 第10页 |
| 1.2 国内外研究现状 | 第10-14页 |
| 1.2.1 管道两相流国内外的研究现状 | 第10-12页 |
| 1.2.2 气-液两相流CFD模拟 | 第12-13页 |
| 1.2.3 有限元法裂纹研究现状 | 第13-14页 |
| 1.3 研究内容 | 第14-16页 |
| 2. 数值计算相关理论 | 第16-26页 |
| 2.1 有限元法 | 第16-17页 |
| 2.2 断裂力学基本理论 | 第17-21页 |
| 2.2.1 应力强度因子 | 第18-20页 |
| 2.2.2 J积分 | 第20-21页 |
| 2.3 流-固耦合理论 | 第21-22页 |
| 2.3.1 流体控制方程 | 第22页 |
| 2.3.2 固体控制方程 | 第22页 |
| 2.4 流体守恒方程 | 第22-23页 |
| 2.4.1 动量守恒方程 | 第22-23页 |
| 2.4.2 能量守恒方程 | 第23页 |
| 2.4.3 质量守恒方程 | 第23页 |
| 2.5 本章小结 | 第23-26页 |
| 3.气液两相流数值模拟 | 第26-42页 |
| 3.1 引言 | 第26-28页 |
| 3.1.1 模型选择 | 第26-27页 |
| 3.1.2 模型选取规则 | 第27-28页 |
| 3.2 VOF模型 | 第28-29页 |
| 3.2.1 液体表面张力模型 | 第28页 |
| 3.2.2 附加标量模型 | 第28-29页 |
| 3.2.3 体积分数运输方程 | 第29页 |
| 3.3 FLUENT计算流程 | 第29-30页 |
| 3.3.1 CFD前处理过程 | 第29-30页 |
| 3.3.2 结果后处理 | 第30页 |
| 3.4 气液两相流流数值模拟 | 第30-40页 |
| 3.4.1 前处理 | 第30-31页 |
| 3.4.2 边界条件及求解器设置 | 第31-32页 |
| 3.4.3 气液两相模拟结果 | 第32-40页 |
| 3.5 本章小结 | 第40-42页 |
| 4. 流固耦合作用下裂纹管道状态数值分析 | 第42-60页 |
| 4.1 弯管气-液两相三维数值模拟 | 第42-45页 |
| 4.1.1 三维几何模型 | 第42-43页 |
| 4.1.2 流体域网格划分 | 第43页 |
| 4.1.3 边界条件与求解器设置 | 第43页 |
| 4.1.4 气-液两相流计算结果与分析 | 第43-45页 |
| 4.2 含裂纹弯管结构模型验证 | 第45-46页 |
| 4.2.1 几何模型的建立 | 第45页 |
| 4.2.2 材料属性 | 第45-46页 |
| 4.2.3 边界条件 | 第46页 |
| 4.2.4 网格划分 | 第46页 |
| 4.3 模型求解 | 第46-47页 |
| 4.3.1 静态分析结果与讨论 | 第46-47页 |
| 4.3.2 模型计算结果对比验证 | 第47页 |
| 4.4 气液两相流含裂纹弯管有限元分析 | 第47-48页 |
| 4.5 模拟结果与分析 | 第48-58页 |
| 4.5.1 两相流不同状态下管壁裂纹应力状态 | 第48-49页 |
| 4.5.2 不同裂纹尺寸应力分布状态 | 第49-51页 |
| 4.5.3 流体不同初始条件下裂纹尖端参数状态 | 第51-55页 |
| 4.5.4 不同裂纹尺寸裂纹断裂参数状态 | 第55-58页 |
| 4.6 本章小结 | 第58-60页 |
| 5. 裂纹集气弯管安全影响及剩余寿命分析 | 第60-72页 |
| 5.1 基本理论 | 第60页 |
| 5.2 集气弯管模态分析结果与分析 | 第60-65页 |
| 5.2.1 空管模态分析 | 第60-62页 |
| 5.2.2 流固耦合集气弯管模态分析 | 第62-63页 |
| 5.2.3 流速对弯管固有频率影响 | 第63-64页 |
| 5.2.4 含水率对弯管固有频率影响 | 第64-65页 |
| 5.3 集气弯管谐响应分析 | 第65-67页 |
| 5.3.1 谐响应分析理论 | 第65-66页 |
| 5.3.2 弯管谐响应分析结果 | 第66-67页 |
| 5.4 含裂纹管道剩余寿命分析 | 第67-70页 |
| 5.4.1 裂纹集气弯管剩余寿命计算 | 第67-69页 |
| 5.4.2 流体对裂纹扩展影响分析 | 第69页 |
| 5.4.3 计算结果及分析 | 第69-70页 |
| 5.5 本章小结 | 第70-72页 |
| 6. 结论及展望 | 第72-74页 |
| 6.1 结论 | 第72-73页 |
| 6.2 展望 | 第73-74页 |
| 参考文献 | 第74-80页 |
| 硕士生期间发表论文情况 | 第80-82页 |
| 致谢 | 第82页 |
