واکنش دینامیکی خط لوله انتقال مواد سیال به صورت تصادفی

یک روش برای تحلیل واکنش دینامیکی خط لوله انتقال مواد سیال تحت تحریکات تصادفی ارائه شده‌است. با در نظر گرفتن اندرکنش سیال – سازه و اثر تغییر شکل برشی، معادله دینامیکی خط لوله Timoshenko به روش المان محدود ایجاد شده‌است. روش شبه تحریک در ترکیب با روش برهم نهی مد پیچیده برای حل این معادله استنتاج شد. به عنوان مثال، فرکانس‌های طبیعی یک خط لوله پایه با سرعت‌های مختلف تعیین شدند. با روش پیشنهادی، میزان جابجایی و سرعت در خط لوله محاسبه شد و چگالی طیف توان و گشتاورهای طیفی آن‌ها نیز به دست آمد. سپس تاثیرات سرعت حرکت سیال بر فرکانس‌های طبیعی و انحراف معیار واکنش دینامیکی مورد بررسی قرار گرفت.

An approach was presented to analyze the dynamic response of Timoshenko pipeline conveying fluid under random excitation. Considering the fluid–structure interaction and the effect of shear deformation, the dynamic equation of Timoshenko pipeline conveying fluid was established via the finite element method. The pseudo excitation method in conjunction with the complex mode superposition method was deduced to solve this equation. In the example, the natural frequencies of a cantilever pipeline with different velocities were determined. By the proposed method, the displacement and velocity of pipeline were calculated, and their power spectrum densities and spectral moments were also obtained. Then, the influences of fluid velocities on the natural frequencies and the standard deviation of dynamic response were researched.Highlights• Random excitation is replaced by a pseudo excitation for solving random response. • The larger fluid velocity results in the smaller the natural frequencies.