發(fā)布時間：2020-05-19 21:39

【摘要】：隔水管是海洋鉆探和生產(chǎn)中不可或缺的重要元件,其在海水中既要承受自重和頂張力,同時還要承受外部海洋環(huán)境載荷、內(nèi)部鉆柱及鉆井液等鉆井工況的耦合作用。當海流流經(jīng)隔水管時,流體會在隔水管外壁的邊界層發(fā)生分離,并在隔水管后方產(chǎn)生低壓和漩渦,而由漩渦脫落引起的隔水管周期性振動則被稱為渦激振動。當漩渦脫落的頻率接近隔水管固有頻率時,會發(fā)生“鎖定”現(xiàn)象,“鎖定”現(xiàn)象一旦發(fā)生,結(jié)構(gòu)的變形程度、應力、彎矩及疲勞損傷也會大幅增加,會對結(jié)構(gòu)造成巨大影響。目前,國內(nèi)外諸多學者對深水鉆井隔水管渦激振動漩渦脫落機理以及減少和預防渦激振動現(xiàn)象發(fā)生等課題進行了深入研究,并取得了一定成果。本課題在前人的研究基礎(chǔ)上,基于渦激振動抑制裝置的抑制作用,從渦激振動漩渦脫落機理出發(fā),針對現(xiàn)有渦激振動抑制裝置的抑制規(guī)律進行分析研究,基于仿生學原理,設(shè)計了一種羽翼形隔水管渦激振動抑制裝置,并在羽翼形隔水管渦激振動抑制模擬實驗裝置中結(jié)合粒子圖像測速(PIV)技術(shù)對其進行了相關(guān)實驗研究。實驗研究了隔水管管柱模型及裝有抑制裝置的管柱模型的流場分布狀態(tài),驗證了羽翼形隔水管渦激振動抑制裝置具有抑制作用。實驗研究了裝有羽翼形飄帶的抑制裝置的管柱模型與裝有普通飄帶的抑制裝置的管柱模型周圍流場狀態(tài),驗證了裝有羽翼形飄帶的渦激振動抑制裝置具有更優(yōu)的抑制效果。實驗研究了羽翼形隔水管渦激振動抑制裝置的主要結(jié)構(gòu)影響參數(shù)(羽翼形飄帶的長度L、羽翼弧形、羽翼弧數(shù))的抑制效果。研究表明:羽翼形飄帶的長度L及羽翼弧形對此渦激振動抑制裝置的抑制效果有影響,其圓弧形羽翼抑制效果更佳;而羽翼弧數(shù)對此渦激振動抑制裝置抑制效果的影響較小。
【圖文】：

-7-圖 1-4 技術(shù)路線圖1.5 本文特色根據(jù)仿生原理，，仿照鳥類羽翼，設(shè)計一種羽翼形隔水管渦激振動抑制裝置。（1）羽翼形隔水管渦激振動抑制裝置存在兩種轉(zhuǎn)動裝置，能夠更好的適應來流方向。1）方形孔罩在海流沖擊下可發(fā)生輕微轉(zhuǎn)動；

巴西海上石油鉆井平臺P-36沉沒事故
【學位授予單位】：燕山大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：P756.5

【相似文獻】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 曹素功;張勇;暢衛(wèi)杰;徐世橋;田浩;;基于監(jiān)測大數(shù)據(jù)的渦激振動影響因素分析[J];橋梁建設(shè);2019年01期

2 王貴春;;水流作用下圓柱體的渦激振動分析[J];科學技術(shù)與工程;2007年01期

3 劉健新;橋梁對風反應中的渦激振動及制振[J];中國公路學報;1995年02期

4 王志國;陳啟富;李維揚;;關(guān)于渦激振動的研究[J];船工科技;1986年03期

5 王志國,陳啟富,李維揚;波浪流中圓柱桿的渦街發(fā)放和渦激振動[J];哈爾濱船舶工程學院學報;1988年03期

6 趙連惠;;結(jié)構(gòu)渦激振動的理論計算方法實驗研究通過部級評審[J];應用科技;1988年04期

7 王志國,陳起富,李維揚;彈性圓柱桿在漩渦激勵下的流-固耦合振動響應計算[J];哈爾濱船舶工程學院學報;1989年03期

8 董樂善;;斜拉橋纜索渦激振動問題探討[J];長安大學學報(自然科學版);1989年03期

9 徐萬海;吳應湘;胡松濤;杜杰;;剛性圓柱結(jié)構(gòu)順流向渦激振動特性分析(英文)[J];船舶力學;2012年09期

10 惲秋琴;艾尚茂;孫麗萍;;海底多跨管道渦激振動疲勞簡化分析[J];中國造船;2010年04期

相關(guān)會議論文 前10條

1 王琳;;內(nèi)流速度對管道渦激振動響應的影響研究[A];第六屆全國動力學與控制青年學者學術(shù)研討會論文摘要集[C];2012年

2 王琳;;非線性渦激振動及其能量利用的幾個問題討論[A];第七屆全國動力學與控制青年學者研討會論文摘要集[C];2013年

3 王哲;鄧迪;萬德成;;變張力作用下張緊式立管渦激振動的數(shù)值模擬[A];第二十九屆全國水動力學研討會論文集（上冊）[C];2018年

4 李加武;周建龍;陳飛;;渦激振動下模型表面壓力系數(shù)的雷諾數(shù)效應[A];第十四屆全國結(jié)構(gòu)風工程學術(shù)會議論文集（上冊）[C];2009年

5 王藝;陳偉民;林緬;;鎖頻階段渦激振動圓柱的附加質(zhì)量研究[A];2006年度海洋工程學術(shù)會議論文集[C];2006年

6 葛斐;王雷;洪友士;;水中懸浮隧道錨索非線性渦激振動的研究[A];第十一屆全國非線性振動學術(shù)會議暨第八屆全國非線性動力學和運動穩(wěn)定性學術(shù)會議論文摘要集[C];2007年

7 鄧迪;付博文;萬德成;;振蕩流下細長柔性立管渦激振動數(shù)值分析[A];第十四屆全國水動力學學術(shù)會議暨第二十八屆全國水動力學研討會文集（下冊）[C];2017年

8 彭賽;熊永亮;;粘彈性流體渦激振動數(shù)值模擬研究[A];第十一屆南方計算力學學術(shù)會議（SCCM-11）摘要集[C];2017年

9 付博文;端木玉;萬德成;;平臺橫蕩運動下柔性立管渦激振動的數(shù)值模擬[A];第十四屆全國水動力學學術(shù)會議暨第二十八屆全國水動力學研討會文集（下冊）[C];2017年

10 胡世良;魯傳敬;潘展程;秦楠;;基于分塊緊耦合方法的流-固耦合運動的數(shù)值模擬[A];第十一屆全國水動力學學術(shù)會議暨第二十四屆全國水動力學研討會并周培源誕辰110周年紀念大會文集（上冊）[C];2012年

相關(guān)博士學位論文 前10條

1 蔡樹龍;渦激振動發(fā)電裝置的可靠性與風險評估[D];哈爾濱工程大學;2015年

2 宋汝君;圓柱型壓電俘能器的流激振動及其發(fā)電性能研究[D];哈爾濱工業(yè)大學;2016年

3 李小超;海底管線懸跨段渦激振動響應的實驗研究與數(shù)值預報[D];大連理工大學;2011年

4 吳浩;多根控制桿對細長柔性立管渦激振動抑制作用的實驗及數(shù)值研究[D];大連理工大學;2013年

5 喻梅;大跨度橋梁顫振及渦激振動主動控制[D];西南交通大學;2013年

6 秦偉;雙自由度渦激振動的渦強尾流振子模型研究[D];哈爾濱工程大學;2013年

7 鄧躍;低雷諾數(shù)下均勻流和振蕩流共同作用的圓柱體受迫振動和渦激振動研究[D];中國海洋大學;2014年

8 劉名名;波浪作用下海底管道振動與局部沖刷耦合作用數(shù)值研究[D];大連理工大學;2016年

9 谷斐;隔水管渦激振動抑制裝置的流動控制實驗研究[D];上海交通大學;2012年

10 閆功偉;新型深吃水多柱延伸式張力腿平臺的概念設(shè)計與耦合運動響應分析[D];哈爾濱工業(yè)大學;2013年

相關(guān)碩士學位論文 前10條

1 陳雁玲;基于仿生學的羽翼形隔水管渦激振動抑制裝置的實驗研究[D];燕山大學;2018年

2 阿米爾（IVO AMILCAR V. C. M. TEIXEIRA）;基于海豹胡須的仿生柱體渦激振動研究[D];哈爾濱工業(yè)大學;2018年

3 任曉鵬;圓柱振蕩尾流與渦激振動的被動吹氣控制方法研究[D];哈爾濱工業(yè)大學;2018年

4 李華陽;大跨度懸索橋吊桿渦激振動響應分析[D];鄭州大學;2018年

5 吳拓;斜拉橋π型主梁斷面渦激振動性能的人工智能識別[D];長安大學;2018年

6 張亮亮;基于Overset Mesh典型橋梁斷面渦激振動數(shù)值模擬[D];長安大學;2018年

7 段圭粵;前緣分離渦脫對鈍體渦激振動的影響[D];哈爾濱工業(yè)大學;2018年

8 陳輝志;張力腿漂浮式海上風機結(jié)構(gòu)的渦激振動特征及強度研究[D];哈爾濱工業(yè)大學;2017年

9 張昌宇;渦激振動壓電能量收集器的設(shè)計與性能分析[D];沈陽化工大學;2018年

10 郭家豪;基于壓電能量回收的渦激振動發(fā)電裝置研究[D];南京理工大學;2018年

本文編號：2671527