本文關(guān)鍵詞：海洋深水立管渦激振動(dòng)試驗(yàn)裝置監(jiān)測(cè)系統(tǒng)研究　出處：《北京工業(yè)大學(xué)》2014年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

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【摘要】：海洋環(huán)境中，，流體通過立管，在其背流面產(chǎn)生的交替瀉渦引發(fā)了渦激振動(dòng)。渦激振動(dòng)是流體固體耦合作用的結(jié)果，也是流體力學(xué)和結(jié)構(gòu)力學(xué)的融合；但是耦合的作用力會(huì)降低立管壽命，立管一旦發(fā)生疲勞破壞，造成的原油泄漏不僅會(huì)使工程蒙受損失，還將引發(fā)嚴(yán)重的環(huán)境污染和二次災(zāi)害，因此深海立管的渦激振動(dòng)在立管設(shè)計(jì)中是一個(gè)需要考慮的重要因素。 本文分析了海洋深水立管渦激振動(dòng)物理模型，通過實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的設(shè)計(jì)和檢測(cè)系統(tǒng)軟件的分析了解不同外流速下立管渦激振動(dòng)響應(yīng)特性和其他的影響因素，分析其模態(tài)參數(shù)。同時(shí)為加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)的有效性，比對(duì)了多所的大學(xué)渦激振動(dòng)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，并逐步完成了海洋立管渦激振動(dòng)實(shí)驗(yàn)研究。 首先結(jié)合水槽立管渦激振動(dòng)實(shí)驗(yàn)的相關(guān)外界參數(shù)影響，對(duì)立管渦激振動(dòng)理論進(jìn)行了詳細(xì)分析，特別是外流速、頂部張力與振動(dòng)的相關(guān)性。隨后，參考海洋立管渦激振動(dòng)的相關(guān)研究學(xué)校和科研機(jī)構(gòu)，對(duì)比其實(shí)驗(yàn)設(shè)備的優(yōu)缺點(diǎn)，確定渦激振動(dòng)的實(shí)驗(yàn)方案。 之后完成了實(shí)驗(yàn)室渦激振動(dòng)硬件平臺(tái)和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。通過立管頂部張力和立管支架速度的調(diào)節(jié)，實(shí)現(xiàn)了模擬海洋工況下的渦激振動(dòng)；設(shè)計(jì)的渦激振動(dòng)采集系統(tǒng)獲取了實(shí)時(shí)同步數(shù)據(jù)，為渦激振動(dòng)理論研究和探索抑制方法奠定了基礎(chǔ)。 最后開展了立管模型渦激振動(dòng)實(shí)驗(yàn)，設(shè)計(jì)了不同因素下的實(shí)驗(yàn)方案，闡述了實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的分析方法。在布置少量的傳感器的情況下獲得的相當(dāng)可靠地實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，分析了海洋立管的渦激振動(dòng)的動(dòng)態(tài)特性,包括自振頻率、振動(dòng)頻譜以及位移變換和模態(tài)，初步探討了渦激振動(dòng)的一般規(guī)律。 本文借鑒國(guó)內(nèi)外大學(xué)和科研機(jī)構(gòu)在海洋立管渦激振動(dòng)的硬件結(jié)構(gòu)，建立了相應(yīng)的立管模型和采集系統(tǒng)，通過大量的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析和比較驗(yàn)證了試驗(yàn)裝置和采集系統(tǒng)設(shè)計(jì)的正確性。根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果和設(shè)計(jì)成果初步探究了海洋立管渦激振動(dòng)的動(dòng)力學(xué)特性，為后續(xù)振動(dòng)抑制實(shí)驗(yàn)和疲勞分析奠定了基礎(chǔ)。
[Abstract]:In the marine environment, the flow of fluid through the riser leads to the vortex induced vibration in the backflow surface of the fluid. Vortex induced vibration is the result of fluid solid coupling, fusion is fluid mechanics and structural mechanics; but the coupling force will reduce the life of riser, once the riser fatigue damage caused by the leakage of crude oil will not only make the project suffered losses, will also cause serious environmental pollution and two disasters, so the Deepwater riser the vortex induced vibration in pipe riser design is an important factor to consider.
【學(xué)位授予單位】：北京工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號(hào)】：P756.2

【參考文獻(xiàn)】

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1 唐國(guó)強(qiáng);立管渦激振動(dòng)數(shù)值模擬方法及物理模型實(shí)驗(yàn)[D];大連理工大學(xué);2011年

2 張明功;中國(guó)石油工業(yè)未來(lái)發(fā)展戰(zhàn)略研究[D];中國(guó)地質(zhì)大學(xué)(北京);2012年

3 黃智勇;柔性立管渦激振動(dòng)時(shí)域響應(yīng)分析[D];上海交通大學(xué);2008年

本文編號(hào)：1346884