管道内旋转细长梁固液耦合动力学分析方法

摘要

管道内旋转细长梁是石油钻采工程中的特有结构，开展旋转细长梁固液耦合动力学分析方法研究，对细长梁结构优化设计、工艺参数优选等技术发展具有重要意义。文中考虑管道内旋转细长梁结构和工作状态，将结构动力学方程、流体连续方程和动量方程耦合，推导了界面力和界面位移的计算公式、迭代格式及收敛准则，建立了管道内旋转细长梁固液耦合动力学分析的三维数值模型和计算方法。算例表明：水介质相对于空气介质来说细长梁的横向位移增大，两个方向位移平均值和幅值与实验结果基本接近，两个方向位移波动周期基本相同。本文所建模型和计算方法可应用于石油钻采工程中的抽油杆柱和钻柱的固液耦合动力学分析。