某高压管路系统流固耦合分析及支撑优化设计

某高压管路系统流固耦合分析及支撑优化设计

TASK

某总长达数百米的大口径高压管路系统由多段不同的管道、阀门、三通、储气罐、支撑结构等构成，需分析其在自重、静内压、地震、动内压（流固耦合）、温度等荷载组合下是否满足强度规范要求（GB4732），并优化其支撑部位的数量、位置、刚度等，同时给出建造的土建条件。

SOLUATION

主要技术挑战：

l 支撑条件初始未定，需要根据多工况组合的分析结果进行优化调整，必须要进行全参数化建模才可；

l 动内压需要全瞬态双向流固耦合分析，结构和流体域的建模和计算工作量都非常巨大；

l 优化设计需要大量的重复调整和分析。

解决方案：

l 利用ANSYS APDL全参数化建模，同时建立结构分析模型和CFD网格模型；

l 利用ANSYS Mechanical+CFX双向流固耦合进行瞬态分析计算，其它包括地震反应谱分析、热应力分析等，并进行多工况组合；

l 根据GB4732进行设计校核，根据校核结果优化数十个支撑位置；

结论：

l 实现了在组合考虑所有静、动载荷的情况下，在满足规范强度要求的前提下，实现更佳的支撑方案设计。

Customer Benefit

l 确保设计安全性，经过优化的支撑方案大大节省了建设投资。