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《昆明理工大学》 2008年
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内加强月牙肋钢岔管流固耦合分析

余明坤  
【摘要】: 岔管是水电站地下工程的关键部位之一,由于其结构形状复杂,受力状态不明确,其结构设计历来为人们所重视。特别是近年来,随着高水头深埋藏的大型水电站及蓄能式电站的兴建,岔管的规模也越来越大,岔管设计的重要性和艰巨性更为突出。内加强月牙肋钢岔管具有水头损失小、受力比较均匀、外部无明显突出构造物、洞室开挖断面较小等优点,因此广泛应用于地下埋藏式压力管道。目前引水钢管岔管的计算,大多采用两种计算方法:在一般设计中采用结构力学计算方法;对大中型岔管采用有限元法进行结构计算,有的工程先采用结构力学的计算方法进行设计,然后再以有限元对钢岔管结构校核。尚未考虑流固耦合状态下钢岔管的受力情况以及岔管内流场情况。 鉴此,本文介绍了国内外钢岔管的研究动态,内加强月牙肋钢岔管的设计方法,水锤的计算方法,κ—ε湍流模型,SIMPLEC算法,流固耦合的计算原理,并利用大型有限元软件ADINA对内加强月牙肋钢岔管进行了正常运行情况和水锤情况下的流固耦合数值模拟。具有重要的理论意义和现实意义。 本论文通过ADINA计算分析,取得如下成果: (1)通过内加强月牙肋钢岔管模型的建立,对内加强月牙肋钢岔管进行了有效的离散。 (2)在水电站压力管道中,由于闸门关闭时间的不同,所产生的水锤会有所不同。论文中针对不同的水锤状态,对内加强月牙肋钢岔管进行了流固耦合计算分析。 (3)在流固耦合状态下利用κ—ε湍流模型对内加强月牙肋钢岔管内的流体进行流场分析。得到了在流固耦合情况下的湍流流场。 (4)内加强月牙肋钢岔管中月牙肋对整个岔管的受力起到了很好的优化作用。在该模型的计算结果中整个岔管最大应力均发生在月牙肋上,从而得出月牙肋对钢岔管的Z向变形起到了很好的约束作用。
【学位授予单位】:昆明理工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2008
【分类号】:TV732.41

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【参考文献】
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