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基于COMSOL液压节流阀内部流场数值模拟研究王海冰;王攀达;李文华;张子耀;李贝贝;刘秀梅【摘要】针对不同开度下U型节流阀内部流场的变化,基于软件COMSOL Multiphysics建立CFD数值计算模型,得到了节流阀内部流场的速度、压力分布等随着阀口开度变化的特性云图.研究结果表明:节流口处压力下降梯度较大,并出现局部低压区.阀内流体速度在经过阀口处急剧变化,阀口附近流速达到最大,并沿流体流动方向形成一个空心锥形高速射流区域.即流体出口端射流出射方向倾斜指向出口,另一过流面中流体出射方向指向阀座,并沿阀体壁面流动.此外,随着阀口开度减小,阀口处速度大小和阀口附近压力几乎不变,但是节流口流体出射方向角度变大.【期刊名称】《液压与气动》【年(卷),期】2015(000)008【总页数】4页(P26-29)【关键词】节流阀;COMSOL;流体流动;射流【作者】王海冰;王攀达;李文华;张子耀;李贝贝;刘秀梅【作者单位】中国矿业大学机电工程学院,江苏徐州221116;中国矿业大学机电工程学院,江苏徐州221116;中国矿业大学机电工程学院,江苏徐州221116;中国矿业大学机电工程学院,江苏徐州221116;中国矿业大学机电工程学院,江苏徐州221116;中国矿业大学机电工程学院,江苏徐州221116;浙江大学流体动力与机电系统国家重点实验室,浙江杭州310027【正文语种】中文【中图分类】TH137引言节流阀在液压系统中起到流量控制等重要作用。
但是当阀内流体与过流部件发生高速相对运动时，极易产生空化现象，破坏流体的连续性，使流场特征更加复杂，并影响节流阀的使用性能和寿命[1]。
此外，空化形成的气泡在流经压力恢复区时，会发生溃灭，引发诸如材料损伤、振动、噪声等问题[2]。
因此，对节流阀内部流动特性开展相关研究对节流阀的优化设计具有重要的理论意义。
随着液压技术的兴起、液压技术自身发展需求和流场仿真及检测技术的提高，针对液压元件及系统开展更多深入研究是一种发展趋势。
安徽建筑工业学院毕业设计 (论文)专业机械设计制造及其自动化班级 06城建机械2班学生姓名龙五学号 06290070222 课题节流阀内部流场数值模拟分析指导教师黄磊2010 年 5 月 28 日摘要单向节流阀是流体传动与控制技术中重要的基础元件，节流阀内部的流场特性直接影响节流阀的性能。
本文结合计算流体动力学CFD(Computational Fluid Dynamics)软件FLUENT对节流阀的内部流场进行了数值模拟与分析计算。
本文按照实际使用中的节流阀的参数，采用Solid Works软件，建立了阀的三维几何模型。
运用FLUEN T前处理软件GAMBIT了网格的划分。
在FLUENT 软件中对两种模型的流场进行了稳态数值模拟。
在主阀阀芯的性状不同、边界条件相同和节流口开口宽度不同、边界条件相同时对流场进行模拟，找出影响阀芯压力和速度分布的因素。
在对主阀口进行模拟时，分别对比不同开口宽度时的沿程压力分布情况，进而选择出最适合此处的主阀阀芯性状和开口宽度。
对阻尼小孔进行数值模拟时，重点考虑节流阀开口处两端的压力差，找到两端压力差小的阻尼孔直径数值。
关键词:单向节流阀，内部流场，数值模拟ABSTRACTUnidirectional Throttle Valve is a fluid transmission and control technology based on the most important components, valve relief valve within the flow field characteristics of a direct impact on the performance of valves. In this paper, computational fluid dynamics CFD (Computational Fluid Dynamics) software FLUENT for Pilot-operated relief valve of the flow field calculation and analysis of numerical simulation.In this paper, according to the actual use of the Pilot-operated relief valve of the parameters, the use of Solid Works software, the establishment of a Pilot-operated relief valve of the three-dimensional geometric model. FLUENT software, the use of pre-treatment works GAMBIT division of the grid. FLUENT software in two models of the flow field of the numerical simulation of steady-state.Spool valve in the main traits of the different boundary conditions and damping the same hole diameter is different from the same boundary conditions to simulate the flow field to identify the impact of pressure and velocity distribution spool factors. Main valve port in the simulation, the main valve, respectively, compared to the structure of spherical cone valve cone peaceful side of the valve structure of the distribution of pressure along the way, and then select the most appropriate here traits of the main valve spool. Damping holes on the numerical simulation, the focus on small damping of the pressure difference at both ends to find the pressure difference at both ends of the small diameter of the damping value.KEY WORDS: Unidirectional Throttle Valve, the flow field, numerical simulation目录目录 (Ⅲ)第一章绪论 ............................................................................... 错误！未定义书签。
调节阀振动的特性及热力学分析调节阀是工业中常用的控制设备，其主要功能是调节、控制和保护流体介质的流量、压力和温度。
然而，在实际使用过程中，我们常常会遇到调节阀振动问题，这会严重影响设备的正常运行，并可能引发故障。
因此，了解调节阀振动的特性以及进行热力学分析，对于解决振动问题、提高设备的稳定性和可靠性具有重要意义。
调节阀振动的特性是指调节阀在运行过程中产生的振动现象的表现形式。
通常情况下，调节阀的振动主要包括以下几种类型：流固耦合振动、流固耦合自激振动、流体弹性振动和机械振动。
流固耦合振动是指流体介质与调节阀的振动相互作用所产生的现象；流固耦合自激振动是指流体介质与调节阀振动形成闭环反馈，产生自激振动的现象；流体弹性振动是指流体介质在通过调节阀时所产生的流固耦合振动现象；机械振动则是由调节阀本身的结构和运行方式所引起的振动。
为了解决调节阀振动问题，我们需要进行热力学分析。
热力学分析是通过热力学原理和方法来分析调节阀振动的原因和机理，从而找出解决问题的途径。
热力学分析主要包括以下几个方面：首先，需要对调节阀的内部流体力学特性进行分析。
流体力学特性包括流体介质的流速、流量、压力和温度等参数，以及流体介质在管道中的流动形式。
通过分析流体力学特性，可以找出调节阀振动的原因，并确定采取何种措施来解决振动问题。
其次，需要对调节阀的结构特性进行分析。
调节阀的结构特性包括阀体、阀门、阀座和密封装置等部件的材料、形状和尺寸等参数。
结构特性对于调节阀的振动稳定性和可靠性具有重要影响。
通过热力学分析，可以找出调节阀结构存在的问题，并进行相应的改进。
同时，还需要对调节阀的工作过程进行分析。
调节阀的工作过程主要包括启闭过程和调节过程两个阶段。
在热力学分析中，我们需要重点分析调节过程中流体介质的动态特性，以及调节阀所产生的振动现象。
通过分析调节过程中的振动特性，可以找出阀门的振动原因，并采取相应的措施来改善振动效果。
最后，可以通过数值模拟和实验验证等手段，对热力学分析结果进行验证和修正。
基于CFD的调节阀内部流场的研究的开题报告一、课题研究的背景调节阀广泛应用于工业自动化控制，对于流体的流量和压力调节运作效果显著。
但是，调节阀长期运行，会因为阀门磨损和沉积物的堆积导致内部结构畸变，进而影响阀门的精度和稳定性。
因此，深入研究调节阀内部流场，分析沉积物的影响，对于提高调节阀精度和稳定性有着重要意义。
为了分析分清流场，理解规范精度控制和流量调节，CFD技术可建立调节阀内部流场的数值模型，并通过研究和优化流场来提高调节阀的控制精度及稳定性。
二、课题研究的目的和意义调节阀内部流场研究与优化的目的是提高阀门内部流动的精度。
通过对调节阀内部的气体或者液体流场进行数值模拟研究，可以分析出沉积物对调节阀内部流场的影响，进一步优化调节阀的结构，提高调节阀的控制精度和稳定性，达到优化工业流程控制的目标。
三、研究内容和方法1. 研究对象本课题研究对象为常见的工业管道阀门中的调节阀。
2. 研究内容本课题主要研究调节阀内部流场，分析调节阀内部流体力学特性；建立调节阀内部流场的CFD数值计算模型；研究沉积物对调节阀内部流场的影响；优化调节阀内部结构，提高调节阀的控制精度和稳定性。
3. 研究方法采用CFD数值计算方法，建立调节阀内部气体或者液体流场的数值计算模型；通过设计不同场景的计算模拟实验，进行结果分析和对比，并验证数值计算模型的可靠性；研究沉积物对调节阀内部流场的影响，并提出根据阀门性质和流场特性不同的优化方案，如更改阀门结构、流道设计等。
四、预期研究成果和创新点本研究将应用CFD技术，建立调节阀内部流场模型，并通过模拟和优化实验，达到提高阀门控制精度和稳定性的目标。
具体预期研究成果包括：1. 构建调节阀内部流场的数值计算模型2. 分析沉积物对调节阀内部流场的影响3. 设计合理的阀门结构和流道4. 提高调节阀的控制精度和稳定性本研究的创新点主要表现在通过CFD技术研究调节阀内部流场，分析沉积物对调节阀性能的影响，提出针对性的优化方案，使得阀门的控制精度和稳定性得到显著提升。
International Journal of Fluid Dynamics 流体动力学, 2023, 11(2), 27-35 Published Online June 2023 in Hans. https:///journal/ijfd https:///10.12677/ijfd.2023.112003基于声振耦合的球阀振动噪声数值分析万海波，陈二云上海理工大学能源与动力工程学院，上海收稿日期：2023年3月31日；录用日期：2023年4月13日；发布日期：2023年6月6日摘要针对蒸汽球阀在工程实践中的噪声问题，本文采用声固耦合的数值模拟方法，研究了球阀的结构模态特性以及阀体管道的辐射振动噪声响应问题。
研究结果表明：阀后管道内产生的流场最为紊乱，同时该处高速射流对阀体管道的冲击作用最剧烈，从而诱发出更高的振动噪声。
阀体管路的前两阶振型为前后管段沿着管道的纵向发生的扭动，第3、4阶振型则为前后管段沿着管道的横向发生的扭动及阀体法兰部件的略微振动。
阀体管道的振动加速度在轴向上，主要是出口法兰上的声压级值更大，在纵向上，则是进口法兰的声压级值更大。
此外，球阀的开度对于阀门声压频谱特性的影响较小，主要体现在峰值上的变化，其最大声压级值为80%开度时3000 Hz 下的76.5 dB 。
关键词蒸汽球阀，结构模态，数值模拟，声振耦合，辐射噪声Numerical Analysis of Vibration and Noise of Ball Valve Based on Acoustic Vibration CouplingHaibo Wan, Eryun ChenSchool of Energy and Power Engineering, University of Shanghai for Science and Technology, ShanghaiReceived: Mar. 31st , 2023; accepted: Apr. 13th , 2023; published: Jun. 6th, 2023AbstractAiming at the noise problem of steam ball valves in engineering practice, this paper adopts the acoustic solid coupling numerical simulation method to study the structural modal characteristics of ball valves and the radiation vibration noise response of valve bodies and pipes. The research results show that the flow field generated in the pipeline behind the valve is the most turbulent,万海波，陈二云and the impact of high-speed jets on the valve body pipeline is the most severe, resulting in higher vibration and noise. The first two vibration modes of the valve body pipeline are the twisting of the front and rear pipe sections along the longitudinal direction of the pipeline, while the third and fourth vibration modes are the twisting of the front and rear pipe sections along the trans-verse direction of the pipeline and the slight vibration of the valve body flange components. The vibration acceleration of the valve body pipeline in the axial direction is mainly due to the higher sound pressure level value on the outlet flange, while in the longitudinal direction, it is due to the higher sound pressure level value on the inlet flange. In addition, the opening degree of the ball valve has a small impact on the valve sound pressure spectrum characteristics, mainly reflected in the change in peak value, with the maximum sound pressure level being 76.5 dB at 3000 Hz at 80% opening degree.KeywordsSteam Ball Valve, Structural Mode, Numerical Simulation, Acoustic Vibration Coupling,Radiated Noise Array Copyright © 2023 by author(s) and Hans Publishers Inc.This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY 4.0)./licenses/by/4.0/1. 引言球阀作为一种结构部件，在实际工程当中得到了广泛的应用，在流动工质输送过程中起着至关重要的调节作用。
基于 Fluent 的节流阀油液空化流场数值分析李贝贝;刘秀梅;龙正;贺杰;李文华【摘要】基于计算流体动力学方法，数值研究了节流阀开度变化对节流阀内油液压力场、速度场及空化区域的影响。
流道内压力较大区域位于上流道，压力较小区域位于下流道。
节流口处压力梯度随阀口开度减小呈增大趋势；液压油低流速区分布在上游槽底部、阀芯顶端及阀腔拐角处。
随着阀口开度减小，在通流截面积和油液黏性阻力共同作用下，通过节流口处流体流速呈先增大后减小趋势；在上游阀座底部、阀芯顶端处、阀腔拐角附近存在三个回流区，该回流区面积随阀口开度减小而减小；由于节流口处气体体积分数较高，因此空化初始位置位于节流口阀座附近，下游空化区则是游离性气泡群造成的。
此外，随着开度进一步减小，空化强度呈先增强后减弱趋势，空化区域也呈先扩大后缩小趋势。
%Based on computational fluid dynamics,characteristics of cavitation flows in a throttle valve with different openings and pressures were studied.The influences of openingon flow pressure,flow velocity and cavitation region were also investigated.The numerical results showed that the maximum pressure is located at the upstream of the flow channel,and the minimum pressure is located at the downstream of the flow channel;the pressure gradient for oil flowing increases with decrease in opening;the low-velocity regin of oil isat the top of valve rod,the corner of the channel and the corner of the valve seat;with decrease in opening,the oil flow velocity passing through the port increases firstly and then decreases under the action of cross-sectional area and oil viscosity;there are three recirculation zones at thetop of valve rod,the corner of the channel and the corner of the valveseat,they all decrease with decrease in valve opening;the cavitation initial position is near the valve seat,and the cavitation region at the downstream is caused by uncombined bubble clusters;in addition,with decrease in valve opening,both the cavitation intensity and cavitation region increase firstly and then decrease.【期刊名称】《振动与冲击》【年(卷),期】2015(000)021【总页数】5页(P54-58)【关键词】节流阀;流场分析;空化;数值模拟【作者】李贝贝;刘秀梅;龙正;贺杰;李文华【作者单位】中国矿业大学机电工程学院，江苏徐州 221116;中国矿业大学机电工程学院，江苏徐州 221116; 浙江大学流体动力与机电系统国家重点实验室，杭州 310027; 中国矿业大学江苏省矿山机电装备重点实验室，江苏徐州 221116;中国矿业大学机电工程学院，江苏徐州 221116;中国矿业大学机电工程学院，江苏徐州 221116;中国矿业大学机电工程学院，江苏徐州 221116【正文语种】中文【中图分类】TH137;O359液压技术利用液体压力能进行能量传递，具有动作迅速、功率密度大、运动平稳、易于实现过载保护等诸多优点，在工业中已取得了广泛的应用［1－3］。
浙江科技学院本科学生毕业设计（论文）题目管道振动分析与减振对策摘要在石油化工等工矿企业中，广泛使用管道输送流体。
在一定压力和流速的流体作用下这些管道壁上均会产生流体动压力。
非定常的管流会引起管道的振动也就是管流脉动。
管流脉动是引起管道及附属设备的振动的主要原因，导致管道结构和管路附件产生疲劳破坏，甚至造成严重事故，是管路系统的主要故障。
某炼化公司的甲胺泵管线振动强烈，已多次引起安全阀根部和导压板根部焊缝撕裂，连接法兰密封失效，高压高浓度的甲胺液外泄。
本文对在单泵运行和双泵同时运行时的某炼化厂的高压甲胺泵管线振动分别进行了测试，通过对各个管路系统的不同测点的振动频谱分析，给出了振动的起因是压力脉动。
当压力脉动的频率或者其倍数正好与管线的固有频率接近而导致共振时，管线就会发生强烈的振动。
不发生共振时，管线振动就较小。
因此提出了相应的减振措施：在现有支承架与管子的中间垫上防振橡胶垫，改变管线的固有频率，使压力脉动的频率及其倍频与管线的固有频率不相吻合。
在泵的出口处加装蓄能器或者空气罐，用来吸收压力脉动，并根据条件设计了蓄能器。
关键词：管流脉动振动甲胺泵管路AbstractPipes were widely used to transport liquid in many petrochemical factories and che- mical plant. Under the pressure of fluid with certain pressure and velocity, the fluid dyna- mic pressure pulsation will be created in the wall of the pipe. When the fluid flows in un- unsteady condition the unconstant flow would excite pipe abnormal vibration -it was also called flow pulsation. Flow pulsation, the main reason for the vibration of pipe and attac- ched equipment, educed the fatigue failure of pipe and attached equipment, which even result in fatal accident.In a refinery, the intensive vibration of the methylamine bump pipeline had caused many problems, for example tearing of welding line at the root of safety valve, seal failuresof connecting flange which causing leakage of methylamine fluid with high pressure and concentration. In this paper, the vibration was tested to investigate the vibration fault on methylamine bump pipeline in a refinery when single pump or double pumps worked. By spectrum analysis of different measuring point, the cause of strong vibration was found out: pipe would vibrate strongly if the frequency of the pressure pulsation or multiple of it amount to the natural frequency of the pipeline. And in other case, the vibration would not be strong. According to this, the solutions were given: changing the natural frequency of the pipeline by adding vibration proof cushion; adding energy storage or air container to absorb the pressure pulsation. Finally, the energy storage was designed at the outlet of the pump for drinking pressure fluctuation down.Key word: pipe fluid pulsation, vibration,methylamine bump pipeline目录摘要 (Ⅰ)Abstract (Ⅱ)1 绪论 (1)1.1 课题背景 (1)1.2 研究现状 (1)1.2.1 国外研究现状分析 (1)1.2.2 国内研究现状分析 (2)1.3 研究现状 (3)2 管道振动理论 (4)2.1 引起管道振动的原因 (4)2.1.1 动力平衡性差或基础设计不当引起的管道振动 (4)2.1.2 管流脉动引起的管道振动 (4)2.1.3 共振 (4)2.2 管流脉动机理 (4)2.3 管道故障诊断的步骤 (5)2.4 管道减振技术 (5)2.4.1 压力脉动的消减 (6)3 振动测试 (7)3.1 振动测试试验 (7)3.1.1 测试系统 (7)3.1.2 气流脉动引起的管道振动 (8)3.1.3 共振 (8)3.2 振动信号分析 (10)3.2.1 系统固有频率的测量 (10)3.2.2 强迫振动频率的测量 (11)3.2.3 电机在正常工作下并在外界激励下的频谱图 (12)3.2.4 整周期采样的实现 (13)4 管线振动的测试和分析 (16)4.1 现场分析 (16)4.1.1 现场状况 (16)4.1.2 现场测试系统的组成 (16)4.1.3 振动测试方案 (17)4.1.4 管线固有频率的测试 (17)4.2 减振措施 (34)4.3 蓄能器的设计 (35)4.3.1 蓄能器的选型 (35)4.3.2 皮囊式蓄能器的结构及工作原理 (35)4.3.3 蓄能器容积的设计 (36)4.3.4 壳体的设计 (37)4.3.5 皮囊的确定 (41)4.3.6 阀体的设计 (42)4.3.7 阀芯的设计 (43)4.3.8 支承环的设计 (44)4.3.9 橡胶环的设计 (44)4.3.10 充气阀的设计 (44)4.3.11 其他部件的设计 (45)结论 (47)致谢 (48)参考文献 (49)附录1 (50)第1章绪论1.1课题背景在石油化工等工矿企业中，广泛使用管道输送流体。
U型节流阀流场特性的数值和试验研究贺杰;刘秀梅;李贝贝;戴真真;乔淑云;洪从华【期刊名称】《振动与冲击》【年(卷),期】2022(41)20【摘要】液压控制阀的调压精度和工作稳定性依赖于流道内部流场特性的深入研究。
基于Schnerr-Sauer空化模型和标准k-ε湍流模型,开展了双U型节流阀内空化流场仿真计算。
搭建了可视化试验台,通过高速相机捕捉了透明节流阀内的空化形态流场。
通过对双U型节流阀内部流场特性及影响因素的试验和数值分析可知:节流口为主要压降区,由收缩流变为扩散流,是空化发生的主要区域。
节流槽出口处的空泡群狭长型,且与出口截面呈一定角度、稳定存在。
随着进出口压差的减小,双U型节流阀节流口空化强度进一步缩小,且向节流口萎缩。
随着开度的增大,空泡团由团状逐渐收缩为细长状,空化区域及空化强度均呈现先增强再减弱的趋势。
此外,一级槽的深度也是影响双U型节流阀内部空化流场的重要因素。
一级槽深度减小时,节流槽内阻力增加,压力恢复加快,空化区域及空化强度亦逐渐减弱。
随着一级槽深度值减小,高速流范围变小,空化面积亦减小。
合理控制双U型节流槽深度,可以有效抑制空化发生程度。
【总页数】7页(P284-290)【作者】贺杰;刘秀梅;李贝贝;戴真真;乔淑云;洪从华【作者单位】徐州工程学院电气与控制工程学院;中国矿业大学机电工程学院【正文语种】中文【中图分类】TH137【相关文献】1.两种不同结构的Q型静态混合器流场特性数值研究2.两种不同结构的Q型静态混合器流场特性数值研究3.燃烧轻气炮多级渐扩型燃烧室流场特性数值研究4.基于流场动力学特性的发动机稳流数值试验研究5.遮板型开孔式正方体人工鱼礁流场特性数值研究因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
压⼒管道振动分析及其消除措施化⼯⽣产中，动、静设备通过管道串联来完成⼯艺流程。
在压⼒和流速的作⽤下，管道壁上会承受流体动压⼒。
在⽣产中，⾮定常的管流会引起管道的振动。
动⼒设备、流体输送机械操作振动和外部环境的激励使管道产⽣随机振动。
管线若长期受到振动会产⽣疲劳破坏，尤其是在应⼒集中处。
疲劳破坏可进⽽发⽣管线断裂、介质外泄，引起严重的⽣产事故。
所以要解决管道振动问题。
⼀、压⼒管道的振动原因分析根据管道振动理论，管道、⽀架和相连设备构成了⼀个结构系统，在有激振⼒的情况下，这个系统就会产⽣振动。
管道振动分为两个系统，⼀个是管道系统，另⼀个是流体系统。
压⼒管道的激振⼒可来⾃系统⾃⾝或系统外部。
来⾃系统⾃⾝的主要有与管道相连接的机器的振动和管内流体不稳定流动引起的振动；来⾃系统外的有风及地震等。
振动对压⼒管道是⼀种交变动载荷，其危害程度取决于激振⼒的⼤⼩和管道⾃⾝的抗振性能。
主要影响因素如下：⽓柱固有频率。
管道内充满的流体是⼀个具有弹性的⽓柱，每当压缩机的汽缸吸排⽓时，管内⽓柱便受到⼲扰⽽呈现振动。
机械固有频率。
管系是连续弹性体，存在结构固有频率。
管流脉动引起的振动。
管道流体在压缩机或泵的作⽤下处于脉动状态，当遇到弯管头、异径管、控制阀、盲板等管道元件时，产⽣⼀定的随时间⽽变化的激振⼒，在这种激振⼒作⽤下管道和附属设备会产⽣振动。
液击振动。
液击造成管道内压⼒的变化有时很⼤，严重时可使管⼦爆裂。
管道内流体流速过快，形成湍流引起振动。
⼆、压⼒管道振动消除措施改变管道的固有频率根据振动理论，⼀个机械系统的多⾃由度振动⽅程可⽤矩阵微分⽅程式表⽰式中，M为质量矩阵；X为节点位移⽮量；C为阻尼矩阵；K为刚度矩阵；F为⼲扰⼒及激振⼒⽮量。
由上式知，要改变管线系统的振动特性，可考虑：在管道系统上加装平衡块，改变质量矩阵M，以改变系统固有频率，避免共振发⽣。
改变系统的阻尼矩阵C，如在管道的固定⽀撑的部位放置⾦属弹簧、橡⽪或软⽊等，以达到隔振、消振的⽬的。
管道系统的流体结构耦合振动分析与控制管道系统作为工业领域中常见的一种输送介质的工程装置，其运行过程中会产生振动问题，严重影响系统的稳定性和安全性。
为了确保管道系统的正常运行，我们需要对其进行流体结构耦合振动分析与控制。
本文将对流体结构耦合振动的原理、分析方法和控制策略进行探讨。
一、流体结构耦合振动的基本原理在管道系统输送流体过程中，流体通过管道时会产生压力脉动和流动激励力，而这些力会作用于管道结构，导致结构振动。
同时，结构振动会影响流体流动的稳定性和传递特性，形成了流体结构耦合振动的现象。
具体而言，流体结构耦合振动的机理包括两个方面：一是流体力学效应对结构振动的影响，例如流体的质量和惯性力、压力脉动和流动激励力等；二是结构力学效应对流体流动的影响，例如管道结构的刚度和阻尼特性。
二、流体结构耦合振动的分析方法为了准确分析管道系统的流体结构耦合振动情况，我们可以采用数值模拟方法和实验方法相结合的方式。
数值模拟方法主要包括有限元方法和计算流体力学方法。
有限元方法可以对管道结构进行静态和动态的力学分析，得到结构的模态特性和固有频率。
计算流体力学方法可以模拟管道内的流体流动情况，得到流体的压力分布和流速分布。
实验方法主要包括振动台试验和实际工程应用试验。
在数值模拟方法方面，有限元方法可以通过建立结构的有限元模型，求解结构的固有频率和振型，并进一步计算结构的响应。
计算流体力学方法可以通过建立流场的数值模型，求解流体流动的各种参数，如压力、流速等。
综合考虑流体力学效应和结构力学效应，可以得到流体结构耦合振动的特性。
三、流体结构耦合振动的控制策略为了减小管道系统的振动幅值，保证系统的正常运行，我们可以采用多种控制策略。
一种常见的方法是通过结构的优化设计来改善其动力特性，例如增加结构的刚度、减小结构的质量等。
另一种方法是采用主动振动控制技术，利用传感器和执行器实时监测和调节结构的振动，使其保持在可接受的范围内。
还可以采用被动振动控制技术，通过阻尼器、隔振器等装置来吸收和分散结构的振动能量。
化工压力管道振动诊断及处理措施【摘要】本文从气流脉动与共振现象两个方面分析了化工装置中管道振动机理，分析管道振动的原因及解决方式；并以笔者参与的化工项目在开车后出现的局部管道的振动问题为例进行分析，提出消除振动的有效措施。
【关键词】化工装置管道振动减振措施压力管道是化工装置中不可缺少的部分，压力管道的安全问题也日益突出，如管道应力问题。
管道应力直接关系到管道自身和与其相连的机器、设备、土建结构的安全，由于管道材料本身特有的物理属性，反应条件及环境带来的物理及化学上的影响，严重时甚至会对正常的工作生产造成巨大的经济损失。
其中管道振动现象是在管道应力分析中是一个比较突出的问题。
1 基本情况2 管道振动原因分析根据管道振动理论，管道、支架和相连设备构成了一个结构系统，在有激振力的情况下，这个系统就会产生振动。
振动对压力管道是一种交变动载荷，其危害程度取决于激振力的大小和管道自身的抗振性能。
主要影响因素如下：（1）风荷载引起的管道振动；（2）地震荷载引起的管道振动；（3）两相流引起的管道振动；（4）水锤引起的管道振动；（5）喘振引起的管道振动；（6）机械振动引起的管道振动；（7）往复压缩机和往复泵引起的管道振动。
本装置由于采用的为离心泵，所以由容积式泵或者压缩机产生的振动不予考虑。
经过了解泵在开车后运转良好，泵本身未发生自身振动，因此，由机器引起的振动也可以排除。
笔者在现场观察时也未听到明显的水击声，所以水锤也基本排除；喘振多发于低速低流量，所以也予以排除。
2.1 从外在荷载影响着手表1为用CAESAR静态模拟后振动段管道的几个支架所受的力及热位移。
表中的数据已经考虑了风及地震荷载，由于风及地震荷载引起的振动一般表现为很强的随机性，而现场为持续振动。
同时根据CAESAR模拟后的数据进行对一次应力校核，由风荷载产生的振动对此段管道的影响应该是有限的，但不排除其产生的影响。
2.2 从考虑管道物料的脉动，流速及共振着手管道内的物料温度呈泡点状态，换热器到离心泵出口有13m高差。
高压液空节流阀管道振动分析及优化设计邹梅芳;文云锋;姚明【摘要】某内压缩流程空分更改高压液空节流阀流向后,先后出现了高压板式换热器液空出口管管嘴根部断裂.文章结合空分运行的实际情况,对高压液空节流阀前管道分别进行了静态和动态分析,并根据综合分析的结果,提出了一些相应的方法和措施.对于目前工程应用中还存在的一些问题进行分析与探讨,提出对空分中高压液空管道的优化设计方法,从而避免今后类似事故的再次发生.【期刊名称】《低温与特气》【年(卷),期】2014(032)002【总页数】7页(P28-34)【关键词】高压液空节流阀;断裂;振动分析;优化设计【作者】邹梅芳;文云锋;姚明【作者单位】杭州杭氧股份有限公司设计院,杭州中山北路592号弘元大厦310014;杭州杭氧股份有限公司设计院,杭州中山北路592号弘元大厦 310014;杭州杭氧股份有限公司设计院,杭州中山北路592号弘元大厦 310014【正文语种】中文【中图分类】TB65近年来随着我国大石化、大化肥、大型煤化工的不断发展，我国已成为世界上建设空分项目最多、空分技术发展最活跃的国家。
市场的需求，推动空分设备朝着高压力，大型化发展。
如何使冷箱内管道布置的更加流畅直观，满足柔性设计条件同时节约成本是对管道工程师的一项重要挑战。
1 事故的描述某内压缩流程空分在检修时更改了高压液空节流阀流向，先后出现高压板式换热器液空出口管管嘴根部断裂(见图1)。
该空分在正常运行时阀门开度为36%，从高压空气节流阀发生振动值偏离到空分事故停车历时35 s时间，现场阀位反馈为35.2%－24.9% －33% －20% －42% －45%，结合该空分开展“高压液空节流阀管道振动分析及优化设计”的研究。
以相关的配管单线图、换热器厂家提供的管口载荷数据以及阀门厂家提供的节流阀结构图为基础对管系进行详细的静态和动态的应力分析。
静态应力分析通过CAESAR II软件验证管系的一次应力和二次应力是否符合设计要求，并对管口载荷进行校核。
