在管路流固耦合方面，目前的研究趋势主要有下面几点[19][20]：一、输流管道系统的运动具有独特性，其运动方程比较特殊和复杂，同时工业管路又存在许多问题，亟需提出有效的简化计算方法。而且需要建立模型求解来验证理论的真实性；二、研究输液管道的大幅振动的数值模拟方法；三、利用有限元分析方法进行技术研究；四、换热管(即蛇形管)稳定性的研究等。

1。3 研究内容与方法

1。3。1 研究的主要内容

(1) 收集整理目前现有关低温省煤器或锅炉设计的参考文献或资料，管路单向双向流固耦合分析的文献资料和有关流固耦合模拟的ANSYS有限元分析教材，包括国内外省煤器设备、流固耦合的研究发展，了解省煤器在当前的发展情况和应用前景，认识流固耦合在国内外的研究方向和趋势，熟练掌握ANSYS有限元分析；

(2) 讨论省煤器的设计，包括燃料选择、结构计算、燃料燃烧计算和热力计算；

(3) 根据设计出的省煤器，利用workbench设计一个三维省煤器空间模型，该模型尺寸参考设计数据，要求能够实现流固耦合模拟，模型应包括进水口，出水口，蛇形管和箱体；

(4) 根据设计的省煤器和工质，选定相关边界条件；

(5) 利用ANSYS软件对三维模型进行流固耦合模拟，过程包括几何导入、模型网格划分、流体分析、边界条件设定与求解计算和后处理；

(6) 后处理后得到相关速度云图，温度云图和压力云图等。

1。3。2 基本设计思路

(1) 通过查阅国内外文献资料，了解省煤器的研究现状，对其设计有简单的了解；

(2) 通过查阅国内外文献和资料，借阅相关ANSYS流固耦合教材，了解流固耦合的研究现状，学会利用ANSYS进行管路流固耦合模拟；

(3) 对省煤器进行设计计算和平面作图；

(4) 对省煤器进行三维建模；

(5) 利用ANSYS软件进行有限元分析，模拟蛇形管路中的流固耦合，必要时采取简化模型或者相似模型；

(6)分析处理得到的云图，提出蛇形管改造建议。

1。3。3 研究的主要方法

(1) 首先收集国内外省煤器的发展现状等有关资料，了解省煤器的结构、基本作用和原理，并利用CAD设计省煤器平面图，利用workbench建立立体模型；

(2) 收集流固耦合的资料，总结国内外学者经验、找出与设计内容相关流固耦合类型，了解流固耦合的原理和发展状况；

(3) 对已经建立好的模型进行分析，对蛇形管进行有限元分析。

整篇文章的布局如下：在第二章，主要阐述省煤器、管路流固耦合的总体设计方案，包括设计目标、整体方案实现、省煤器的选择和流固耦合方案。第三章只要是低温省煤器的设计。第四章为假想模型流固耦合模拟，第五章为细长管流固耦合的模拟。第六章对本设计做了总结和展望。第七章为致谢，最后是参考文献。

第二章 省煤器和流固耦合的设计方案

2。1 设计目标

设计目标包括省煤器的基本设计、省煤器模型建立和流固耦合的完成比较。第一个环节为省煤器的基本设计。省煤器应具有蛇形管和箱体的设计，结构尺寸均需要清晰直观，同时燃料燃烧计算和热力计算保证省煤器的性能和换热达到理想状态。第二个环节为将设计完成的省煤器，利用ANSYS中的workbench进行立体建模，第三个环节为利用ANSYS模拟给定工况下省煤器中的流固耦合，可以采取不同条件进行比较。最终应得到省煤器的结构尺寸计算、燃料燃烧计算、热力计算结果，省煤器的平面图及三维简化模型、软件分析出的压力云图、速度云图等。