發(fā)布時(shí)間：2017-12-13 20:09

  本文關(guān)鍵詞：隔水管渦激振動(dòng)及其附屬管抑制的離散渦模擬

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【摘要】：隔水管是連接海洋鉆井口和海面浮式平臺(tái)的重要通道，是海洋油氣勘探和開采系統(tǒng)中的關(guān)鍵結(jié)構(gòu)。在復(fù)雜的海洋環(huán)境之中，隔水管受洋流的影響發(fā)生渦激振動(dòng)，，從而對(duì)正常的生產(chǎn)作業(yè)產(chǎn)生不利影響，甚至造成嚴(yán)重的生產(chǎn)和環(huán)境事故。本文將隔水管渦激振動(dòng)問題簡(jiǎn)化為二維模型，借助離散渦方法，對(duì)隔水管的渦激振動(dòng)問題進(jìn)行研究。采用附加附屬管的方式來抑制隔水管的渦激振動(dòng)，探究了附屬管管數(shù)以及來流角度對(duì)渦激振動(dòng)抑制效果的影響。 為了驗(yàn)證離散渦方法的可靠性，分別采用流函數(shù)法和鏡像法對(duì)不同雷諾數(shù)的情況作了模擬，與實(shí)驗(yàn)結(jié)果的對(duì)照顯示離散渦方法具有較好的計(jì)算效率和精度，且流函數(shù)法具有更好的擴(kuò)展性。對(duì)單自由度運(yùn)動(dòng)圓柱的模擬結(jié)果較好地反映出了初始分支、鎖定區(qū)域和下端分支，但模擬得到的最大峰值與實(shí)驗(yàn)結(jié)果相比誤差較大。對(duì)兩向自由度運(yùn)動(dòng)圓柱的模擬表明順流方向的振動(dòng)對(duì)圓柱的橫向振動(dòng)有加強(qiáng)作用。 對(duì)四種不同管數(shù)的附屬管配置情況的模擬結(jié)果表明，除了管數(shù)為4、來流角度為45的情況，附屬管能一定程度上降低升阻力，并抑制漩渦脫落。并且多管數(shù)的情況下，抑制效果更好。對(duì)附屬管管數(shù)為4和10兩種布局，分別代表少管數(shù)和多管數(shù)的情況，進(jìn)行了對(duì)來流方向的敏感性分析并與實(shí)驗(yàn)結(jié)果對(duì)比，發(fā)現(xiàn)多管數(shù)對(duì)來流方向的敏感性要低得多。相對(duì)于單隔水管，10根管能使時(shí)均阻力系數(shù)和脈動(dòng)升力系數(shù)分別獲得約26%和79%的降低。在對(duì)附加附屬管后的渦激振動(dòng)的抑制與固定情況升阻力的降低基本一致。附屬管管數(shù)時(shí)，進(jìn)入鎖定區(qū)域后最大振幅最多降低了15%。管數(shù)的情況下，在鎖定區(qū)域內(nèi)的最大振幅最多降低了42%，對(duì)渦激振動(dòng)的抑制效果非常明顯。 總而言之，本文試圖采用計(jì)算效率更高的離散渦方法來對(duì)隔水管的渦激振動(dòng)問題及其附屬管的抑制進(jìn)行研究，為相關(guān)工程實(shí)際的應(yīng)用提供快速準(zhǔn)確的參考。
【學(xué)位授予單位】：上海交通大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號(hào)】：P742;P752

【參考文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 賈t明,岳來群,韋子亮;有關(guān)我國(guó)深海油氣資源勘探開發(fā)的幾點(diǎn)思考[J];國(guó)土資源情報(bào);2005年07期

2 董婧;宗智;李章銳;孫雷;陳偉;;兩自由度運(yùn)動(dòng)圓柱繞流的離散渦方法模擬[J];船舶力學(xué);2012年Z1期

3 黃遠(yuǎn)東,吳文權(quán),張紅武,王光謙,王興奎;二維淺水流動(dòng)的離散渦方法[J];上海理工大學(xué)學(xué)報(bào);2004年01期

4 宋吉寧;呂林;張建僑;吳浩;唐國(guó)強(qiáng);李廣偉;滕斌;趙瑞華;;三根附屬控制桿對(duì)海洋立管渦激振動(dòng)抑制作用實(shí)驗(yàn)研究[J];海洋工程;2009年03期

5 趙鵬良;王嘉松;蔣世全;許亮斌;;海洋立管渦激振動(dòng)的流固耦合模擬計(jì)算[J];海洋技術(shù);2010年03期

6 徐楓;歐進(jìn)萍;;正三角形排列三圓柱繞流與渦致振動(dòng)數(shù)值模擬[J];空氣動(dòng)力學(xué)學(xué)報(bào);2010年05期

7 凌國(guó)燦,尹協(xié)遠(yuǎn);圓柱高雷諾數(shù)層流非定常運(yùn)動(dòng)初期流動(dòng)[J];力學(xué)學(xué)報(bào);1981年02期

8 廖俊,景思睿;高雷諾數(shù)下雙圓柱繞流的數(shù)值模擬[J];水動(dòng)力學(xué)研究與進(jìn)展(A輯);2001年01期

9 鄒琳;林玉峰;;亞臨界雷諾數(shù)下波浪型圓柱繞流的數(shù)值模擬及減阻研究[J];水動(dòng)力學(xué)研究與進(jìn)展A輯;2010年01期

10 王成官;王嘉松;田中旭;喬信起;蔣世全;許亮斌;;海洋隔水管渦激振動(dòng)的三維數(shù)值模擬研究[J];水動(dòng)力學(xué)研究與進(jìn)展A輯;2011年04期

本文編號(hào)：1286405