管道内旋转细长梁的固液耦合方法研究

管道内旋转细长梁是石油钻采工程中的特有结构，旋转细长梁不仅与管道内壁产生随机多向碰撞，还与细长梁内外管道和环空流体耦合，是一个复杂的非线性固液耦合系统，迄今还未见该方面的研究文献。该文考虑管道内旋转细长梁的结构和工作状态，将结构动力学方程、流体连续方程和动量方程耦合，推导了界面力和界面位移的计算公式、迭代格式及收敛准则，建立了管道内旋转细长梁固液耦合动力学分析的三维数值模型和计算方法。算例表明：该方法能够描述管道内旋转细长梁的动力学行为，揭示了管道和环空流体与旋转细长梁的耦合效果，具有较高的计算精度和效率，数值计算与实验结果吻合较好。为进一步研究石油钻采管柱的固液耦合动力学提供了可行的计算模型和研究方法。