تحلیل پایداری و مدلسازی غیرخطی دینامیک کوپل تلاطم-مخزن: حل تحلیلی مدل آونگ معادل

این مقاله به مدلسازی نیمه تحلیلی دینامیک کوپل تلاطم-مخزن و تحلیل پایداری سیستم در قالب یک سیستم چندجسمی پرداخته است. حرکت سیال درون مخزن با استفاده از مدل آونگ معادل مدلسازی شده است. معادلات غیرخطی حرکت مخزن که در معرض تحریکات جانبی و طولی قرار گرفته (نوسانات فشاری) با استفاده از روش لاگرانژین استخراج شده است. در این مدل اثر پارامترهای موثر بر تلاطم (میرایی، فرکانس و دامنه تحریک) بازاء دو مختصات در داخل و خارج از ناحیه پایداری برای تحلیل رفتار سیستم مورد مطالعه قرار گرفته است. شبیه سازیهای انجام شده در قالب نمودارهای پایداری، دیاگرام فازی و دامنه نوسانات سیال با استفاده از روش نیمه تحلیلی هوموتوپی پرتوربیشن و روش عددی رانگ-کوتا ارائه شده است. نشان داده شده است که میرایی لزج در مقایسه با سایر پارامترهای موثر، مختصات واقع در منطقه ناپایدار را نزدیک به نواحی پایدار می کند. نتایج در قالب یک مطالعه مقایسه ای، رویکردی موثر برای بررسی رفتار غیرخطی دینامیک تلاطم سیال درون مخازن و میزان اثر پارامترهای موثر بر پایداری سیستم خواهد بود.

کلیدواژه ها:

تلاطم ، تحلیل پایداری ، مدل معادل آونگی ، هوموتوپی پرتوربیشن ، رانگ-کوتا