基于双向流固耦合的高水头倒虹吸管应力特性分析

摘要

为了解倒虹吸管道运行时的应力及变形情况,在WORKBENCH平台上,采用ANSYS和FLUENT软件对倒虹吸管道内部流场和管道结构响应进行双向流固耦合求解。流场计算基于novel-steokes方程,采用标准k-ε双方程湍流模型;结构计算采用弹性体结构动力学方程。结果表明:在双向流固耦合作用下,输水管道的最大位移发生在管道中间部位,镇墩支撑位置位移最小,管道长度小的管段变形较小;倒虹吸管道弯段与镇墩接触的顶、底部位置存在应力集中,t=5 s时水平管段顶部的沿程应力值呈M型分布。对倒虹吸管道应用双向流固耦合方法分析所得出的结果具有合理性,能够反应出一定的实际问题,同时分析结果亦达到相应精度,满足要求。