مهندسی مکانیک مدرس

مهندسی مکانیک مدرس

بررسی آماری نامعینی اتفاقی در لوله‌‌های حامل جریان چندفازی بر اساس مدل دینامیکی غیرخطی

نویسندگان
1 دانشگاه تبریز
2 استادیار دانشگاه تبریز
چکیده
تحقیقات زیادی در زمینه‌ی بررسی رفتار ارتعاشی لوله‌های حامل جریان چندفازی موجود است. با وجود تحقیقات فراوان، بررسی آماری دقیق و جامعی روی پاسخ دینامیکی سیستم مذکور انجام نشده است؛ بنابراین در این مقاله، ابتدا با استفاده از اصل همیلتون معادله‌ی غیرخطی حاکم بر ارتعاشات عرضی لوله‌ی حامل سیال استخراج شده است. غیرخطینگی در سیستم ناشی از در نظر گرفتن جابجایی بزرگ می‌باشد. اندرکنش بین لوله و سیال در جریان چندفازی و نامعینی‌های منتجه به صورت تحریک خارجی تصادفی با تابع توزیع نرمال در نظر گرفته شده است. پس از استخراج معادله‌ی حاکم و گسسته‌سازی آن به روش گالرکین، معادلات زمانی به روش عددی حل شده است. با استفاده از شبیه‌سازی مونت‌کارلو، پارامترهای آماری پاسخ دینامیکی سیستم استخراج شده است. با مطالعه‌ی میانگین خیز یک نقطه از لوله و همچنین در نظر گرفتن حدود بالا و پایین متناظر، (بازه‌ی قابلیت اطمینان) نتایج جامعی از تأثیرات نامعینی‌های بیان ‌شده مورد بحث و بررسی قرار گرفته است. نتایج بررسی نشان می‌دهد که با افزایش سرعت سیال تأثیرات نامعینی در سیستم کاهش پیدا می‌کند. همچنین در نظر گرفتن غیرخطینگی در سیستم باعث افزایش احتمال تخطی از حد حالت مشخص می‌گردد.
کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله English

Statistical analysis of random uncertainty in the pipes conveying multi-phase flow based on nonlinear dynamic model

نویسندگان English

Reza Fathi 1
Saeed Lotfan 1
Mir Mohammad Ettefagh 2
چکیده English

There are many researches on the vibration behavior of the multi-phase flow in the pipes. However, there isn’t any general statistical study on the dynamic response of such systems. Therefore in this paper, at the first step, the nonlinear equation governing the transverse vibration of the pipe is derived using the Hamilton's principle. The nonlinearity in the system is induced by considering large deflections. The interaction between the pipe and the multi-phase fluid flow and the resultant uncertainty is modeled by random excitation which is produced by using normal distribution function. After extraction of the governing equation and discretizing it by the Galerkin method, the equations are solved numerically. The statistical parameters of the response have been extracted by Monte-Carlo simulation. With studying on the deflection of one point on the pipe and also considering corresponding upper and lower limit band (confidence interval), extended results of uncertainties effects have been obtained. The results show that with increasing the velocity of the fluid, the uncertainty of the response is decreasing. Also by considering nonlinear model, the probabilities of failure are increased.

کلیدواژه‌ها English

Uncertainty Analysis
Monte-Carlo simulation
Multi-phase Flow