[发明专利]一种载流管道动力特性的计算方法

摘要

本发明涉及工程计算领域，尤其涉及一种载流管道动力特性的计算方法。本发明正确的描述了载流管道内流流速对管道横向弯曲振动固有频率的影响，提出了正确的计算方法，降低了管道在使用中存在的安全风险。

主权项

1.一种载流管道动力特性的计算方法，其特征在于，包括如下计算步骤：(1)对管道微元段进行动力学分析，得出管道微元段的动力学方程，即公式1式中：m——管道单位长度的质量；y——管道的横向变形；x——管道长度方向的坐标；ρ——管道内流体密度；A——管道内壁横截面积；v——管道内流流速；EI——管道横截面抗弯模量；t——时间；(2)对公式1进行求解，由于公式1是建立在小变形假定基础上的，截面转动的角速度是高阶小量，因此，忽略科氏加速度后得公知振型方程，即公式2：φ^Ⅳ(x)‑αφ″(x)‑βφ(x)＝0式中：φ(x)——振型函数，ω——载流管道横向弯曲振动固有频率；(3)对公式2进行求解，设φ(x)＝e^px，代入公式2得关于p的4次方程：p⁴‑αp²‑β＝0令p²＝s，则上式为s的一元二次方程s²‑αs‑β＝0由上式求得则公式2的4个解为：令由此得φ(x)＝C₁e^δx+C₂e^‑δx+C₃e^iεx+C₄e^‑iεx由欧拉公式得到振型函数，即公式3：φ(x)＝D₁chδx+D₂shδx+D₃cosεx+D₄sinεx式中：D₁、D₂、D₃、D₄——待定系数；δ、ε——管道两端约束条件有关的参数，(4)根据管道两端实际约束条件，计算得出ε参数值；(5)根据管道两端的约束条件由公式3求得关于ω的公式，即公式4：(6)针对公式4中载流管道的EI、m、A进行必要的测算，并且根据实际情况测算出参数ρ、v的值，代入公式4中得出载流管道横向弯曲振动固有频率，即ω值。