맥동류에 의한 파이프 계의 진동응답에 관한 연구

A Study on the Vibration Responses of Piping Systems by Pulsation Flow

본 연구에서는 맥동류에 의한 파이프 계의 진동응답을 고찰하기 위해 전달행렬법을 사용하였다. 유속과 압력을 시간과 위치의 함수로 다루어 유체와 파이프간의 상호작용을 파동방정식으로 정립하고, 각 파동방정식으로부터 전달행렬을 직접 유도하였다. 맥동류로부터 유발되는 파이프 계의 동적응답은 맥동으로부터 발생하는 변동유속과 압력에 의존되는 것으로 나타났으며, 공진 근처에서 맥놀이 현상이 관찰되었다. 파이프 계의 동적거동은 파이프 내부의 유동양상과 동일한 응답특성을 나타내고, 내부 유동유체에 의해 결정된다.

In this study, to investigate vibration response of piping systems due to pulsation flow, a transfer matrix method is presented. Fluid-pipe interaction is formulated using wave equation for flow velocity and pressure, which depends on position and time. From the wave equation, transfer matrix is obtained. The dynamic responses of piping systems induced by pulsation flow appeared to depend upon fluctuation fluid velocity and pressure occurrnece from pulsation, and beating phenomena were observed near the resonance. Consequently, the dynamic behaviors of piping systems appeared to the same as response characteristics of the inside flow pattern of the pipe, and are determined by the inside fluid flow.