Dynamic analysis of a cantilevered pipe conveying fluid with density variation

جریان سیال توسط یک لوله لنگر منتقل می تواند یک جریان چند فاز باشد، که چگالی آن می تواند با زمان و فضای متغیر باشد. در این مقاله، سیال متغیر چگالی متغیر با یک مدل ریاضی جدید که به دنبال تداوم جریان سیال است، شبیه سازی شده است. نیروهای مایع بر روی لوله از قانون دوم نیوتون گرفته شده است. در ترکیب با یک مدل پرتو برنولی-اویلر، یک مدل پویا جدید برای یک لوله کنسول، انتقال یک سیال متغیر چگالی ایجاد شده است. نتایج عددی مدل حاضر می تواند با استفاده از روش های متمایز محدود و به نتایج نظری کلاسیک برسد. تاثیرات دامنه نوسان، تعداد موج و زاویه فاز اولیه چگالی سیال بر پایداری و دینامیک سیستم لوله کنسول، به طور دقیق مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفته است. می توان یافت که هنگامی که تراکم مایع با دامنه وسیعی متفاوت است، سیستم لوله کنسول، مستعد است که ثبات آن را از دست بدهد، که در نتیجه منجر به لرزش می شود. تعداد موجی کوچک از تراکم مایع تاثیر قابل توجهی بر ثبات سیستم دارد. علاوه بر این، ثبات این سیستم به ندرت تحت تاثیر زاویه فاز اولیه چگالی مایع قرار می گیرد. بر اساس تحقیقات انجام شده در حال حاضر، یک معیار ثبات بهبود یافته است که با آن می توان ثبات سیستم فعلی را دقیق تر تعیین کرد.