深海立管渦激振動(dòng)預(yù)報(bào)模型及影響因素
本文選題:深海立管 + 渦激振動(dòng); 參考:《哈爾濱工程大學(xué)學(xué)報(bào)》2017年03期
【摘要】:渦激振動(dòng)是立管發(fā)生破壞的主要原因之一,深海立管自重大、柔度高、頂部張力集中等會(huì)導(dǎo)致出現(xiàn)新的動(dòng)力特性。為預(yù)報(bào)深海立管渦激振動(dòng)并揭示其動(dòng)力特性,考慮立管自重影響及線性剪切流,本文建立立管渦激振動(dòng)方程,基于Van der Pol尾流振子模型,采用有限差分法計(jì)算立管的振動(dòng)響應(yīng),并設(shè)計(jì)渦激振動(dòng)試驗(yàn)進(jìn)行驗(yàn)證,最后研究流速及頂張力對(duì)立管渦激振動(dòng)的影響。結(jié)果表明:流速越大,立管渦激振動(dòng)頻率越高,振動(dòng)應(yīng)力越大;同等流速下,頂張力越大,立管渦激振動(dòng)主頻率變化不大,但振動(dòng)位移增大,振動(dòng)應(yīng)力減小。
[Abstract]:The vortex-induced vibration is one of the main reasons for the failure of risers. The deep-sea risers are self-important, flexible, and the top tension concentration will lead to the emergence of new dynamic characteristics. In order to predict the vortex-induced vibration of deep-sea riser and reveal its dynamic characteristics, considering the influence of riser's deadweight and linear shear flow, the vortex-induced vibration equation of riser is established in this paper. Based on the Van der Pol wake oscillator model, the vibration response of riser is calculated by finite difference method. Finally, the effects of velocity and top tension on the vortex-induced vibration of the tube are studied. The results show that the higher the velocity of flow, the higher the frequency of vortex-induced vibration and the greater the vibration stress of riser, the greater the top tension, the smaller the main frequency of vortex-induced vibration of riser, but the larger the vibration displacement and the smaller the vibration stress.
【作者單位】: 天津大學(xué)水利工程仿真與安全國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室;上海海事大學(xué)海洋科學(xué)與工程學(xué)院;
【基金】:國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(51239008) 天津大學(xué)水利工程仿真與安全國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室基金項(xiàng)目(HESS-1510)
【分類號(hào)】:P756.2
【參考文獻(xiàn)】
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,本文編號(hào):1875033
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