考虑流固耦合的装配式管线水击压力波速计算研究

来源：机床与液压杂志2023年第20期北京时间：

作者：陈明，梁泽山，彭小庆，许亚能，付江华

单位：重庆赛宝工业技术研究院有限公司；重庆赛宝工业技术研究院有限公司；重庆赛宝工业技术研究院有限公司；重庆赛宝工业技术研究院有限公司；重庆理工大学车辆工程学院

摘要：以装配式管线为研究对象，分析连接器密封胶圈在水击压力作用下的形变情况。基于厚壁管流固耦合水击模型，提出一种适用于装配式管线耦合水击压力波速计算的新方法。对提出的计算方法进行试验验证，并详细分析密封胶圈以及管道厚径比对装配式管线耦合水击波速的影响。研究结果表明：所提方法计算值与试验实测值吻合较好，说明所提方法是正确可靠的；密封胶圈对水击波速的衰减率随其数量的增多而增大，并且管内输送介质的体积模量越大越能体现出密封胶圈对水击波速的衰减效果；当管道厚径比小于0.05时，所提方法与薄壁管模型计算值偏差很小，说明所提方法对薄壁管和厚壁管均适用；装配式管线各管段连接处的环状空腔扮演着“水击压力缓冲环”的角色，随着管道厚径比的增加，环状空腔对水击响应的衰减作用逐渐增强，使得管内耦合水击波速呈现出先短暂增大，而后持续减小直至极限值的变化情况。

关键词：装配式管线;密封胶圈;流固耦合;水击;压力波速

基金资助：重庆市基础科学与前沿技术研究项目（cstc2017jcyjAX0132）