【摘 要】
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排沙漏斗是目前处理泥沙较为成熟高效的二级泥沙处理设施之一。悬板作为排沙漏斗运行时的重要部件，其设计和在运行中的力学稳定性直接影响到排沙漏斗的实际运行效果。目前对排沙漏斗的研究均是将悬板视为刚体，只是对排沙漏斗的单物理场即流场特性进行研究，并没有将流场和结构耦合分析。为进一步探明造成悬板破坏的力学成因，本文采用流固耦合算法对排沙漏斗进行三维数值模拟研究，主要的研究内容和结论如下：
(1)通过运用流固耦合算法对排沙漏斗进行三维数值模拟，得到了典型工况下排沙漏斗内部流场分布及悬板所受等效应力及变形数据
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排沙漏斗是目前处理泥沙较为成熟高效的二级泥沙处理设施之一。悬板作为排沙漏斗运行时的重要部件，其设计和在运行中的力学稳定性直接影响到排沙漏斗的实际运行效果。目前对排沙漏斗的研究均是将悬板视为刚体，只是对排沙漏斗的单物理场即流场特性进行研究，并没有将流场和结构耦合分析。为进一步探明造成悬板破坏的力学成因，本文采用流固耦合算法对排沙漏斗进行三维数值模拟研究，主要的研究内容和结论如下：
(1)通过运用流固耦合算法对排沙漏斗进行三维数值模拟，得到了典型工况下排沙漏斗内部流场分布及悬板所受等效应力及变形数据。
(2)基于流固耦合算法，耦合大涡模拟和VOF法对排沙漏斗内部流场进行数值模拟，发现数值模拟计算得到的流场分布结果与前人运用PIV测试的结果能够较好的吻合，且在漏斗室中心附近有三维空气漏斗的稳定存在，表明采用流固耦合算法对排沙漏斗进行三维数值模拟具有较高的可靠性。
(3)在同一工况下，采用单向和双向流固耦合算法计算得到的悬板所受等效应力和变形的最小误差仅为2.7%。表明在保证一定精度前提下，可运用单向流固耦合算法进行数值模拟计算。
(4)通过对不同属性钢制悬板进行数值模拟后，发现悬板厚度由1mm增至2mm后，在相同工况下最大等效应力最低可减小33.7%。并通过频谱分析找到悬板最易受动静干涉影响产生疲劳破坏的区域为悬板根部两端点处。
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