基于流管模型的流动扰动数值表征及流弹失稳预测

来源：计算力学学报杂志2025年第2期北京时间：

作者：冯志鹏,齐欢欢,蔡逢春

单位：中国核动力研究设计院 核反应堆技术全国重点实验室, 成都 610213,中国核动力研究设计院 核反应堆技术全国重点实验室, 成都 610213,中国核动力研究设计院 核反应堆技术全国重点实验室, 成都 610213

摘要：为了提升流管模型的预测能力和适用范围,获得能定量表征其众多流动扰动参数的通用方法,通过理论推导建立经典流管模型的动力学方程,基于二维流固耦合模拟发展流动扰动参数辨识方法,研究流管的面积分布、速度分布、压力分布(均包括稳态项、相位差、扰动项)规律,然后以相位差函数为例,将其数学表达式作为流管模型的基本输入参数进行集成,预测管束结构的流弹失稳行为。结果表明,本文方法成功获得了众多流动扰动参数与曲线坐标及时间的关系,流动扰动参数的稳态项与曲线坐标的函数为正弦形式,相位差与曲线坐标的函数关系为线性形式;预测的临界流速与实验值吻合良好,证明了结合流动扰动数值表征和流管模型基本假设预测流弹失稳的可行性,为流弹失稳预测模型的开发提供了可行途径。

关键词：流致振动,流弹失稳,流管模型,流动扰动,管束结构,

基金资助：四川省自然科学基金(2022NSFSC1182)资助项目.