مطالعه اثرات اندرکنش سیال و سازه در لوله ویسکوالاستیک بر مبنای بسط جدیدی از روش ماتریس انتقال

در این مقاله تحلیل جریان گذرا در خط لوله ویسکوالاستیک در حوزه فرکانس با درنظر گرفتن اثرات اندرکنشی سیال–سازه بر مبنای یک فرمول بندی جدید انجام شده است. در این راستا ابتدا مبانی ریاضی به منظور دستیابی به ماتریس انتقال تعمیم یافته تدوین شده است. در ادامه معادلات حاکم بر جریان سیال و معادلات سازه ای از حوزه زمان به حوزه فرکانس تبدیل شده و تلاش گردیده تا با استفاده از فرمول بندی مساله در قالب ماتریس انتقال مشتمل بر بردار متغیرهای هیدرولیکی و سازه ای، نمایش ساده تری از رفتار ویسکوالاستیک حاصل گردد. عدم نیاز به حل انتگرال پیچش و دستیابی به معادلات جبری بجای معادلات انتگرالی حاصل بکارگیری ابزارهای حوزه فرکانس در این تحقیق می باشد. در ابتدا برای صحه گذاری مدل پیشنهادی دو حالت پایه، یکی لوله صلب و دیگری لوله الاستیک تحلیل گردیده و نتایج حاصل از آنها با داده های تجربی موجود و همچنین نتایج حل زمانی مبتنی بر شیوه مشخصه ها مقایسه شده اند. نتایج در سطح مطلوب بر داده های مرجع منطبق بودند. در ادامه با داشتن اطلاعات و مشخصات یک مدل آزمایشگاهی معتبر برای شرایط لوله ویسکوالاستیک کد شبیه سازی رفتار گذرا در محیط متلب پیاده سازی گردیده و در این حالت نیز نتایج حاصل از مدل پیشنهادی، انطباق خوبی با داده های تجربی و منحنی های آزمایشگاهی نشان می دهد. نتایج این تحقیق نشان می دهد استفاده از ابزارهای تحلیل در حوزه فرکانس می تواند با سرعت و دقت بالا عملکرد گذرای یک خط لوله را بدست دهد.