考虑载荷效应的三维颗粒冲蚀数值模拟
Shipbuilding of China（2019）
摘要
冲蚀是管道失效的主要原因之一,论文采用数值模拟研究了拉伸应力对冲蚀演化的影响.基于COMSOL Multiphysics软件首次开发了一套完整的考虑外加拉伸载荷的三维平板冲蚀数值模拟方法.该方法可用于分析高压油气输送管道的固体颗粒冲蚀问题,可将内部高压流体引起的管壁拉伸载荷对冲蚀损伤演化的影响纳入考虑.结合自定义的应力-冲蚀方程,论文分析了冲射角(θ)、冲射速度(V)以及表面冲蚀损伤疤痕对应力-冲蚀损伤演化过程的影响,研究表明:在稀相流下,随着冲射角增大,最大冲蚀损伤出现在45°冲射角,最大冲蚀损伤速率随冲射速度增加呈指数增长,由于冲蚀疤痕影响流场和靶材应力分布,其对冲蚀损伤演化过程的影响不可忽略.
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