液压激波作用下管道流固耦合的动力学建模

张慧贤 寇子明 吴娟 陆春月

摘要：为了研究在主动液压激波作用下管道振动的动力学特性，设计了一种液压激波变频控制系统，建立了激波作用下充液管道流固耦合的动力学模型，采用特征线一有限元法，用Newmark法编程，将由特征线法求得的流体各断面横向压力载荷施加到管道有限元的单元节点上，由此求得了管道横向各断面处及轴向的振动时程曲线，并通过快速傅里叶变换获取了管道横向及轴向的幅频特性曲线，试验发现，在激波作用下，充液管道的横向与轴向振动中基频的幅频特性吻合较好，而高阶频率由于谐波干扰信号非常严重，因此与数值模拟结果没有明确的对应关系。