بررسی ارتعاشات القا شده توسط سیال در مجاری حلقوی با استفاده از آنالیز مدال و نرم افزار المان محدود ansys

پروژه حاضر به بررسی ارتعاشات القاء شده توسط سیال در یک مسیر حلقوی می پردازد. یکی از مسائل مهم در مبدل های حرارتی، ارتعاشات القا شده توسط سیال در سازه ،fiv، یا اندرکنش سازه و سیال ،fsi، می باشد که بروز این پدیده در تجهیزات تبدیل کننده انرژی باعث ایجاد خسارت هایی در آنها می گردد. بنابراین به منظور جلوگیری از خرابی های ناشی از fiv لازم است که این پدیده بطور کامل شناخته شده و مورد بررسی قرار گیرد. در این تحقیق از گروه نرم افزار های ansysدر بررسی های عددی استفاده می شود. به منظور تایید روش نرم افزاری مذکور به مقایسه ی نتایج حاصل از آن با نتایج مراجع مختلف اقدام شده است که نتایج توافق خوبی با هم دارند. تغییر پارامترهای موثر از جمله سرعت و دمای سیال بر پایداری سازه برای سه مد ارتعاشی مورد بررسی قرار گرفته اند. با مقایسه نتایج به دست آمده برای مدل مورد بررسی با تعداد المان های مختلف می توان نتیجه گرفت که نتایج نسبت به اندازه ی مش حساسیت بسیار کمی دارند و برای صرف جویی در زمان برای به دست آوردن نتایج می توان از تعداد المان کمتری استفاده نمود. نتایج نشان می دهند که در حالت مد سوم بیشترین میرایی وجود دارد و سازه خیلی سریع در زمان کمی میرا می شود. همچنین ماکزیمم دامنه در حالت مد دوم رخ می دهد. کاهش دامنه برای هر سه مد به صورت لگاریتمی است. اگر با همین شرایط فقط به جای جابجایی اولیه 1 میلیمتر برای سیلندر بیرونی سرعت اولیه 1/0 متر بر ثانیه در نظر گرفته شود، سازه در مد سوم پس از تعداد کمی نوسان به صورت فلاتر نوسان می کند. با افزایش سرعت سیال عبوری برای هر سه مد ارتعاشی، میرایی کمتری در سیستم دیده می شود ولی در فرکانس کوپله تغییری ایجاد نمی کند. با افزایش دمای سیال برای هر سه مد ارتعاشی، میرایی کمتر و فرکانس کوپله بزرگتری در سیستم مشاهده می شود. پایداری سیستم در مدهای پایین به شدت به دمای سیال بستگی دارد.