مطالعه جریان گذرا در لوله ویسکوالاستیک با احتساب اثرات اندرکنشی بر مبنای پاسخ تحلیلی در حوزه فرکانس

در این تحقیق اندرکنش سیال و سازه، FSI، با احتساب شرایط گذرا درون یک لوله ویسکوالاستیک با استفاده از ابزارهای تحلیل در حوزه فرکانس مطالعه شده است. هدف اصلی بررسی پدیده ضربه قوچ در جداره ویسکوالاستیک از طریق مطالعه فرکانسی و بویژه مبتنی بر شیوه تعمیم یافته ماتریس انتقال بوده است. در اینجا استفاده از تحلیل حوزه فرکانس برای مدلسازی لوله ویسکوالاستیک بدلیل حذف انتگرال کانولوشن که در مدل زمانی ماده ویسکوالاستیک ظاهر می شود، مزیت نسبی و تاثیر بیشتری دارد. برای مساله حاضر که تحلیل جریان گذرای حاصل از بسته شدن آنی شیر پایین دست در لوله ویسکوالاستیک می باشد، ماتریس انتقال تعمیم یافته که شامل متغیرهای حالت سازه ای علاوه بر متغیرهای هیدرولیکی است، ارایه شده است. بعنوان نواوری کلیدی در تعمیم این شیوه، دو جنبه تحریک غیرهارمونیک و مدل جداره ویسکوالاستیک لحاظ شده است. معادلات کلوین-ویت برای مدلسازی رفتار جداره ویسکوالاستیک مورد استفاده قرار گرفته است. صحت عملکرد مدل حاضر از طریق مقایسه نتایج با دو دسته داده های تحلیلی و آزمایشگاهی بررسی و تایید شده است. برای بررسی همزمان اثرات ویسکوالاستیسیته و اندرکنش سیال- سازه یک مساله نمونه تعریف شده که نتایج حاصل به منظور قیاس بین حالت های مختلف تحلیل اندرکنشی و غیر اندرکنشی و نیز در ازای فرض جداره الاستیک و یا ویسکوالاستیک بر مبنای مدل حاضر، استخراج و ارایه شده است. مضافا اینکه مقایسه ای بین مرتبه های مختلف مدل کلوین-ویت و تاثیر آن در نتایج آورده شده است که بر این اساس می توان کارایی مدل 3 مولفه ای را نتیجه گیری کرد.