基于VOF法的球罐内液体晃荡数值模拟及载荷计算

储液设备在地震载荷下会产生随机、非线性的晃荡附加力。如何获取盛装液体的特种设备由晃荡产生的附加力,对于装置抗震安全性分析具有十分重要的意义。本文尝试通过计算流体力学模拟(CFD)计算振动载荷下的晃荡附加力,采用VOF(Volume of Fluid Method)方法耦合k-ε湍流模型,通过UDF(User Define Function)加载振动加速度载荷模拟了不同盛装量下的球罐液体晃荡过程,得到球罐内表面压力分布,并积分计算由于液体晃荡产生的附加力。模拟结果与实验数据相符,验证了VOF方法对储液装置晃荡研究的适用性。     

某车载油箱在随机振动环境下的疲劳寿命研究

目的 针对某车载油箱高周疲劳寿命难以预测问题,研究该设备在随机载荷环境下的疲劳寿命。方法 首先通过模态试验得到油箱固有频率及振型,然后利用Solidworks建立该车载油箱的仿真模型,在ANSYS Workbench软件中进行模态分析、随机振动分析、谐响应分析。最后利用ANSYS Workbench软件中的nCode SN Vibration (DesignLife)模块,在随机振动疲劳寿命频域分析法基础上,通过nCode模块中的Narrowband法进行油箱在多个加速度功率谱密度下的疲劳寿命研究。结果 该油箱在约束模态试验和仿真分析下所表现的动力学特性基本相同,油箱纵向为振动严酷方向。在已知加速度功率谱密度下,油箱疲劳寿命随低阶固有频率处功率谱密度幅值的增加而降低,但油箱薄弱部位始终保持不变。结论 建立的仿真模型准确,可为油箱优化设计及后续油箱疲劳试验提供参考。     

孔板及缓冲罐对管内气流脉动影响实验研究

孔板与缓冲罐均是通过消减气流脉动对振动起到一定抑制作用的装置,且二者常常组合使用。孔板的安装位置及缓冲罐的容积大小均对气流脉动有很大影响,然而相关研究却未见报道。鉴于此,本文对孔板安装在缓冲罐前、缓冲罐后、前后同时安装三种不同工况及两种不同容积大小的缓冲罐对气流脉动的影响分别进行了实验研究,研究结果表明:在缓冲罐后添加孔板对气流脉动的抑制作用总体效果最好,在缓冲罐前添加孔板则可以使缓冲罐后的管路气流脉动明显降低,而缓冲罐前后均加孔板与只在缓冲罐前添加孔板的作用效果相同;缓冲罐对压力脉动的影响相比孔板更加显著,其容积是决定作用效果的关键因素,而最小容积依据API-618给出的公式确定或利用Bentley PULS软件进行模拟计算较为合理。