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卵形消化池流—固耦合系统的ADINA有限元分析

作　者: 陈志涛
导　师: 王晖
学　校: 天津大学
专　业: 结构工程
关键词: ADINA 卵形消化池流固耦合系统模态分析动力分析
分类号: TU33;TU311.3
类　型: 硕士论文
年　份: 2007年
下　载: 176次
引　用: 3次
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内容摘要

卵形消化池在我国发展已有十几年,但应用还不普遍,在设计中还有很多问题有待研究和解决,特别是对卵形消化池在地震作用下的流固耦合动力特性研究较少。本文将利用大型有限元计算软件ADINA,对储液卵形消化池进行系统的流固耦合数值分析,为卵形消化池的设计提供参考依据。首先,基于速度势-位移有限元基本理论,建立卵形消化池流固耦合系统的数值模型,通过对储液卵形消化池进行了静力数值分析,得到了卵形消化池结构的位移与内力的分布,与文献结果进行比较,结果吻合较好,验证了模型的可靠性。其次,借助静力分析的流固耦合系统数值计算模型,对储液卵形消化池进行了模态分析,得出了结构的动力特性,求得了结构的三类模态。此外,研究了储液深度与固有频率的关系。最后,基于ALE理论,建立储液卵形消化池流固耦合系统的非线性数值模型,分析了储液卵形消化池在天津波和EL Centro波作用下的动态响应,得出了地震作用下动水压力和内力的分布规律。

全文目录

摘要  3-4
ABSTRACT  4-7
第一章绪论  7-12
  1.1 卵形消化池概述  7-8
  1.2 问题的国内外研究现状  8-11
    1.2.1 卵形消化池研究现状  8-9
    1.2.2 流固耦合问题研究现状  9-11
  1.3 本文研究的内容  11-12
第二章卵形消化池流-固耦合系统的有限元静力分析  12-27
  2.1 数值模型的建立  12-19
    2.1.1 旋转薄壳理论的基本公式  12-14
    2.1.2 卵形消化池结构单元的选择  14-15
    2.1.3 壳单元与实体单元的联接  15-16
    2.1.4 基于速度势-位移有限元耦合系统的建立  16-19
    2.1.5 卵形消化池流固-耦合系统有限元模型的建立  19
  2.2 卵形消化池液固耦合系统的静力数值分析  19-26
    2.2.1 卵形消化池结构的基本参数  19-20
    2.2.2 卵形消化池在静力荷载下的变形及内力分析  20-26
  2.3 小结  26-27
第三章卵形消化池流-固耦合系统模态分析  27-38
  3.1 模态分析特征值及特征向量的求解方法  27-31
    3.1.1 特征值及特征向量的计算  27-28
    3.1.2 行列式搜索法  28-31
  3.2 卵形消化池流-固耦合系统模态分析  31-37
    3.2.1 卵形消化池模态计算结果  31-34
    3.2.2 储液深度对消化池模态的影响  34-36
    3.2.3 对模态结果进行分析  36-37
  3.3 本章小结  37-38
第四章卵形消化池流-固耦合系统的瞬态动力分析  38-56
  4.1 引言  38-39
  4.2 卵形消化池基于ALE 方法的流固耦合动力分析基本原理  39-42
  4.3 地震波的选取及其由加速度波到位移波的转换  42-44
  4.4 卵形消化池流-固耦合系统的动力分析  44-54
    4.4.1 卵形消化池ALE 模型  44-45
    4.4.2 地震荷载作用下液体压力分析  45-49
    4.4.3 地震荷载作用下的位移分析  49-50
    4.4.4 地震荷载作用下的内力分析  50-54
  4.5 本章小结  54-56
第五章结论与展望  56-59
  5.1 结论  56-57
  5.2 展望  57-59
参考文献  59-63
致谢  63

卵形消化池流—固耦合系统的ADINA有限元分析

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