流固耦合作用下埋地管道的横向振动分析

【摘要】：本文采用Euler-Bernoulli地基梁模型,利用Hamilton原理,并考虑管道内流体流动的影响和管外土的约束作用,推导出了埋地管道的横向振动的运动微分方程并进行了求解。对一个典型的模型进行了分析计算,发现当流体的速度等于或者大于临界速度时,即使受到的扰动再小,位移响应也迅速增长到无穷大,管道变成不稳定,造成失稳而丧失承载能力,所以流固耦合作用不容忽略。由于埋地管道的特殊性,必须要考虑到土壤的约束作用。与不考虑土壤地基作用的管道相比,考虑其作用可使管道的固有频率和临界流速均有所提高,从而推迟管道颤振的发生,增强了管道的稳定性。