针对理论计算难以获得精确的内啮合齿轮泵功率损失问题,利用Fluent和Adams分别计算了内啮合齿轮泵流场压力特性和压力载荷作用下内啮合齿轮泵动力学性能,通过实时数据传递建立内啮合齿轮泵单向流固耦合模型,得到耦合作用下内啮合齿轮泵的摩擦功率损失以及不同油液温度、工作压力及转速下功率损失的特性曲线。结果表明：功率损失随油液温度、工作压力和转速的增大而增大,油液温度和转速对其影响较大,工作压力的影响较小;考虑流固耦合作用计算得到的功率损失更接近于试验数据,比未考虑流固耦合作用时的情况更加精确。

为了解决某装气站放空管线排气放空时引起的管路振动问题,建立流固耦合三维动力有限元模型,采用瞬态时间历程分析方法对放空管道进行冲击气流下管道动力响应仿真分析。其中管道内流体分别选择氮气和液化气,建立现有管道流固耦合三维动力有限元模型;进行2种流体介质下管道结构动力响应对比。通过研究管道在冲击气流作用下的振动机理和振动特性,从管道结构入手提出了该放空管道振动控制的措施,给出了减振方案。建立减振方案中管道的流固耦合动力有限元模型,进行仿真分析并与原方案计算结果进行了对比,发现管道系统的振动得到大幅度的降低,验证了所提出的减振方案可以对管道振动进行合理有效的控制,确保了管道振动幅度在安全裕度内。

为了研究高温熔盐泵的运行可靠性,基于ANSYS Workbench对熔盐泵结构部件分别进行了无预应力和有预应力的模态计算。基于计算结果对熔盐泵的振动特性进行了分析,并对不同相位下转动和静止部件的固有频率和振幅的变化进行了比较。计算结果表明:无预应力时,转动和静止部件的第1阶和第2阶以及第4阶和第5阶固有频率较为接近,且同阶下,静止部件的固有频率远高于转动部件的固有频率;转动部件和静止部件各阶的固有频率均远离主要的激振频率,可有效避免共振的产生;同阶不同相位下,转动和静止部件的固有频率和振幅变化较小,叶轮相位对熔盐泵模态性能的影响可以忽略;有预应力下静止部件和转动部件的固有频率比无预应力下有小幅提升,且转动部件的增幅较高,其幅度为1.35%;转动部件的模态变形主要集中在叶轮端,而静止部件的进出水管变形更为明显。研...

由于没有考虑密封环端面变形的影响,采用经验公式计算接触式机械密封端面的泄漏率存在较大的误差。本文考虑了密封端面泄漏率受密封环端面变形的影响,采用ANSYS和MATLAB软件对密封端面泄漏率进行流固耦合数值求解。研究了密封介质压力pi、密封端面压差Δp、弹簧比压psp和密封端面综合粗糙度σ对接触式机械密封泄漏率Q的影响。通过试验,验证了不同密封介质压力下,密封端面泄漏率数值解的正确性。结果表明,考虑密封环端面变形的数值解比经验公式解更接近测量值。密封端面泄漏率随密封端面综合粗糙度和密封端面压差的增大而加速增大,随介质压力的增大而增大,随弹簧比压的增大而减速增大。本文通过对密封端面泄漏率数值求解,分析泄漏率的影响因素,以期为完善接触式机械密封失效机理起到一定的指导意义。

针对风力机工作环境的恶劣性以及风力机叶片裂纹扩展的复杂性，本文利用计算流体力学（CFD）和断裂力学仿真分析，以风力载荷作为裂纹扩展的主要载荷，利用流固耦合界面的数据传递对风力机叶片裂纹扩展机理进行仿真分析。在叶根表面嵌制一不同初始尺寸的半椭圆型三维裂纹，并在不同风速的条件下计算三维裂纹应力强度因子，分析不同初始尺寸裂纹在不同风速下的动态裂纹扩展机理。结果表明，裂纹的初始尺寸与风力载荷的大小均对叶片的裂纹扩展速率与方向产生影响，且在高风速下裂纹发生失稳扩展的几率增大。

为了得到蜗壳式混流泵在水介质中的模态分布,以某型号混流泵为研究对象,通过ANSYS对其进行流固耦合分析,得到流体对叶轮的流固耦合作用力,并运用ANSYSWORKBENCH有限元软件和APDL命令流耦合的方法,分析叶轮部件的干模态和湿模态特性;针对叶轮部件是否施加预应力,研究预应力对叶轮部件的固有频率和振型的影响;并考虑叶轮部件材料属性,分析得出金属材料的杨氏模量对叶轮各阶固有频率的影响特征;在分析干湿模态时,分别加厚叶轮前后盖板厚度,计算结果表明:加厚后盖板厚度对提高各阶固有频率最明显。本文为研究混流泵的振动特性、优化结构设计提供了一定依据,为进一步的动力学分析提供了一定参考。

为了研究锥阀空化条件下流体与阀芯之间的相互作用，通过结合ANSYS Fluent和System Coupling软件平台实现锥阀和流体间相互耦合的数值模拟，得到锥阀在内流和外流条件下双向流固耦合时的空化区域气体体积分数和单向、双向耦合时的阀芯0~3 s时段内等效应力分布云图。对比分析发现在结构突变区域空化明显，外流空化区域较大，空化程度比内流严重。在锥面上应力集中明显，最大应力集中在阀芯尖端；内流时的等效应力远大于外流时的等效应力；流固双向耦合时的等效应力大于流固单向耦合时的等效应力；流固双向耦合时的阀芯尖端的最大等效应力波动形态与气泡的波动形态有较好的一致性。

振动问题严重影响着压缩机管路系统的长周期安全运行。针对往复式压缩机管道振动问题,基于ANSYS有限元分析软件对振动剧烈的管路进行流体压力脉动计算与流固耦合模态分析。结果表明,诱发管路振动的主要原因是流体压力脉动频率和管道机械固有频率均落在了压缩机激振频率共振区内,增加防震管托的解决方案可以在一定程度上减弱管道振动,经对比不同约束位置的模态分析结果,确定了最合理的约束位置。

针对现有球形止回阀在关闭过程中结构变形较大,采用 FLUENT 动网格技术与瞬态动力学进行联合仿真,建立球形止回阀三维模型,通过 UDF 函数对阀后突然停泵,阀芯关闭过程中管路应力应变情况进行分析。结果表明:阀门关闭后,由于水锤原因引起管道内压力升高,管道内的压力随着时间推移而向上游传播,并且随着传播距离的增加管道内压力值越来越小。在此基础上建立监测点对具体位置上材料的 Von-mises 应力变化分析,得到在阀门关闭初始时刻和即将闭合时刻的变形最大。

以某型舵机用三位三通换向阀为例，对液压控制阀的自激振动以及启闭产生水击诱发非线性振动现象，利用阀芯弹性力学理论和阀腔内油液运动的N—S方程建立了描述液压控制阀非线性流-固耦合振动的4-方程微分运动方程组。有利于从动态特性方面获得控制阀结构参数的影响规律，为阀的设计和改进提供理论依据。