1.1.1流固耦合作用的应用概况

流固耦合问题在很多领域都存在涉及的方面也很广。在航天、建筑、水利、海洋、医学以及生物等诸多领域都不同方面和程度的对其有着研究和应用，并且取得了令人瞩目的成果。我们生活中接触比较多并且是关于耦合作用的工程问题有：典型的有输流管道流固耦合，流体引起输流管道振动的研究源于人们对横跨阿拉伯输油管道的关注和分析。管道在众多领域中有着广泛的应用，并且发挥极其重要的作用。比如我国的西气东输南水北调石油管道自来水管道等，对其的研究影响到国家的经济和发展。但是在管道内流体流动状态的微小的变化就可能引起在运输工作过程中的湍振，从而诱发流体管道之间的耦合振动，动力学行为是相当复杂。这是人民很早就开始了这方面的研究，。

还有一些比较常见的耦合应用如：水库诱发的流固耦合现象，岩坡和坝基以及深基坑开挖的稳定性问题，煤层瓦斯的耦合渗流问题，突出地下水抽放和汽油开采引起的地表沉降所引起的流固耦合问题，核废料地下储存以及石油天然气开发过程中的流固耦合问题，空气中爆炸及声响和噪声相互作用问题，气动弹性和水动弹性问题，充液结构内的爆炸分析问题，充气溶液的震荡晃动板的振动及流体所引起的振动问题，圆柱由于热交换引起支持附件松动的非线性流固耦合系统问题，涡流与结构的相互作用，机械工程中的机械气动弹性问题，生物力学中血流同血管和组织液同细胞组织等耦合问题，毛细管中血细胞变形等问题。此外随着社会的进步与发展，人们关注的问题和涉及的领域越来越多，在近代科学技术的发展进程中，许多问题涉及物相变化和化学变化的两相耦合问题。例如，宇宙飞行器在星际航行过程中接触到周围表面有大气的星球时，其所处的环境就会发生骤然变化，在强光影响，粒子侵蚀，表面烧蚀和催化等物理化学作用使结构的气动外形发生变化，就会发生复杂的气固耦合。高温、高热下液态的金属就会固化或高速冲击穿甲过程中同一物液态固态共存，且区域不停变化起整个过程的研究遇到的流固耦合等以及有关流固耦合振动的利用。如旋转叶片的气弹自适应弯矩气弹变形制动等。 流固耦合应用以上众多领域，其中比较典型的是输流管道流固耦合、含液容器的流固耦合问题、地下储层流固耦合问题。

1.1.2压力管道流固耦合作用研究现状及存在问题

1.1.3本文所研究的内容

本文主要对受压弯管流固耦合作用进行研究。其主要内容包含四个方面：第一方面是对流固耦合作用的基本介绍并且初步了解流固耦合作用。第二方面是对于流固耦合作用计算方法进行研究。主要方法有分析方法、理论方法和数值计算方法。第三个方面是本文的核心内容，对弯管流固耦合进行有限元分析。有限元分析是较新颖有效的分析方法，目前广泛应用许多领域。这部分要借助ADINA软件通过建模设置材料参数、确定其约束和荷载，得出计算结果，并对其进行分析。主要考虑的影响因素有管道壁厚，流体的性质，流体在管内的流速，所受的压强和弯管的角度对弯管受力和弯管自振频率的影响。第四个部分就通过对第三部分的有限元分析的结果进行总结以及展望。