Dinámica transitoria no lineal de tuberías reforzadas con nanoplaquetas de grafeno que transportan fluidos bajo cargas explosivas y ambiente térmico
Autores: Liu, Siyu; Wang, Aiwen; Li, Wei; Chen, Hongyan; Xie, Yufen; Wang, Dongmei
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2022
Acceso abierto
Artículo científico
Categoría
Matemáticas
Licencia
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Este trabajo tiene como objetivo investigar la respuesta transitoria no lineal de tuberías que transportan fluidos hechas de un compuesto reforzado con nanoplaquetas de grafeno (GPL) bajo cargas explosivas y en un entorno térmico. Se utiliza un modelo modificado de Halpin-Tsai para aproximar el módulo de Young efectivo de las tuberías GPLRC que transportan fluido; la densidad de masa y el coeficiente de Poisson se determinan utilizando el modelo de Voigt. Se considera una viga esbelta de Euler-Bernoulli para modelar las tuberías que transportan fluido. La ecuación de control de vibraciones de las tuberías GPLRC que transportan fluidos bajo cargas explosivas se obtiene utilizando el principio de Hamilton. Se obtiene un conjunto de ecuaciones diferenciales ordinarias de segundo orden utilizando el método discreto de Galerkin de segundo orden y se resuelven utilizando el método de Runge-Kutta adaptativo. Los experimentos numéricos muestran que la distribución y temperatura de GPL; la fracción de peso de GPL; la relación longitud-grosor de la tubería; la velocidad de flujo; y los parámetros de carga explosiva tienen efectos importantes en la respuesta transitoria no lineal de las tuberías GPLRC que transportan fluido. Los resultados numéricos también muestran que debido a la interacción fluido-estructura, las amplitudes de vibración de las tuberías GPLRC que transportan fluido disminuyen después del impacto de las cargas explosivas.
Descripción
Este trabajo tiene como objetivo investigar la respuesta transitoria no lineal de tuberías que transportan fluidos hechas de un compuesto reforzado con nanoplaquetas de grafeno (GPL) bajo cargas explosivas y en un entorno térmico. Se utiliza un modelo modificado de Halpin-Tsai para aproximar el módulo de Young efectivo de las tuberías GPLRC que transportan fluido; la densidad de masa y el coeficiente de Poisson se determinan utilizando el modelo de Voigt. Se considera una viga esbelta de Euler-Bernoulli para modelar las tuberías que transportan fluido. La ecuación de control de vibraciones de las tuberías GPLRC que transportan fluidos bajo cargas explosivas se obtiene utilizando el principio de Hamilton. Se obtiene un conjunto de ecuaciones diferenciales ordinarias de segundo orden utilizando el método discreto de Galerkin de segundo orden y se resuelven utilizando el método de Runge-Kutta adaptativo. Los experimentos numéricos muestran que la distribución y temperatura de GPL; la fracción de peso de GPL; la relación longitud-grosor de la tubería; la velocidad de flujo; y los parámetros de carga explosiva tienen efectos importantes en la respuesta transitoria no lineal de las tuberías GPLRC que transportan fluido. Los resultados numéricos también muestran que debido a la interacción fluido-estructura, las amplitudes de vibración de las tuberías GPLRC que transportan fluido disminuyen después del impacto de las cargas explosivas.