FVM4方程模型

资 源 简 介

FVM4方程模型

详 情 说 明

本文探讨FVM4方程模型在输液管道流固耦合振动分析中的应用。该模型基于四组核心方程构建：流体运动方程描述气体瞬态流动的动量变化，流体连续性方程控制质量守恒，管柱运动方程反映结构动力学特性，本构方程则刻画管材的应力-应变关系。

模型创新点在于通过接触边界相容条件实现流体与管道的双向耦合机制：流体压力作用于管壁引发结构变形，而管道的振动反过来影响流场分布。这种耦合机理特别适用于分析气体瞬变流动工况下引发的管道振动问题。

在数值实现方面，需要注意离散化过程中对非线性项的线性化处理，以及耦合项的迭代求解策略。典型的求解流程包括：空间离散采用有限体积法，时间推进使用隐式格式以保证稳定性，通过交错网格技术分别计算流体和结构变量，最后采用松耦合或紧耦合算法完成系统求解。

该模型可扩展应用于油气输送管道的水击分析、海底管道涡激振动预测等工程场景，为管道系统的动态响应评估提供理论工具。程序实现时需特别注意多物理场数据交换接口的设计，以及大规模稀疏矩阵的高效求解方法。