渦激振動是導(dǎo)致海洋立管疲勞損傷的一個重要因素。目前模型試驗是研究渦激振動最有效的手段。根據(jù)模型試驗結(jié)果預(yù)測實尺度立管的渦激振動響應(yīng)是渦激振動模型試驗的最終目標。由于模型試驗不能滿足所有的相似準則，導(dǎo)致試驗中存在尺度效應(yīng)問題。因此研究立管渦激振動模型試驗中的尺度效應(yīng)問題，對于預(yù)測海洋立管渦激振動響應(yīng)具有重大的工程意義。基于以上原因，本文研究了立管渦激振動模型試驗中的尺度效應(yīng)問題，主要進行的工作如下所述：1.對目前海洋柔性立管的研究方法進行了綜述，對目前使用的數(shù)值模擬方法以及模型試驗方法分別進行了介紹。2.闡述了模型試驗中的相似理論以及渦激振動的基本概念。使用數(shù)值模擬軟件SHEAR7計算了不同尺寸的頂部張緊式立管模型渦激振動響應(yīng)特性，比較了不同尺寸立管的渦激振動響應(yīng)，分析了其中的尺度效應(yīng)。并進一步進行了實尺度柔性鋼懸鏈立管在不同角度來流下的渦激振動響應(yīng)預(yù)報研究，提出了一種計算面外來流作用下計算鋼懸鏈立管渦激振動響應(yīng)的方法。3.設(shè)計并完成了均勻來流下立管渦激振動模型試驗。試驗?zāi)Ｐ蜑槿N不同尺寸的裸露立管。通過比較不同縮尺的立管模型的振動響應(yīng)，研究立管渦激振動模型試驗中的尺度效應(yīng)。4.研究了試... 

【文章來源】：上海交通大學(xué)上海市 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：104 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
目錄
第一章 緒論
    1.1 課題研究的背景及意義
    1.2 渦激振動的基本概念
    1.3 立管渦激振動數(shù)值以及試驗研究現(xiàn)狀
        1.3.1 渦激振動數(shù)值預(yù)報方法
        1.3.2 渦激振動模型試驗方法
        1.3.3 本文的主要工作
        1.3.4 本文創(chuàng)新點
第二章 相似原理以及渦激振動基本概念
    2.1 前言
    2.2 模型試驗相似原理及尺度效應(yīng)
    2.3 渦激振動基本概念
        2.3.1 漩渦形成以及尾流形式
        2.3.2 渦激振動基本參數(shù)
    2.4 大長細比立管渦激振動特性
    2.5 本章小結(jié)
第三章 渦激振動縮尺模型試驗數(shù)值模擬
    3.1 引言
    3.2 基本理論
    3.3 縮尺試驗數(shù)值模擬
        3.3.1 模型參數(shù)
        3.3.2 模擬工況
        3.3.3 數(shù)值模擬結(jié)果分析與總結(jié)
        3.3.4 本節(jié)小結(jié)
    3.4 不同角度來流下 SCR 渦激振動響應(yīng)數(shù)值預(yù)報
        3.4.1 計算模型
        3.4.2 鋼懸鏈初始懸掛形態(tài)
        3.4.3 鋼懸鏈立管模態(tài)分析及 VIV 響應(yīng)分析
        3.4.4 SHEAR7 參數(shù)輸入
        3.4.5 結(jié)果分析
        3.4.6 本節(jié)小結(jié)
    3.5 本章小結(jié)
第四章 立管縮尺模型試驗
    4.1 引言
    4.2 試驗?zāi)康?br>    4.3 試驗裝置
    4.4 試驗?zāi)Ｐ?br>    4.5 信號采集系統(tǒng)
        4.5.1 坐標設(shè)置
        4.5.2 光信號采集系統(tǒng)
        4.5.3 電信號采集系統(tǒng)
    4.6 試驗內(nèi)容
    4.7 本章小結(jié)
第五章 試驗數(shù)據(jù)分析方法
    5.1 引言
    5.2 數(shù)據(jù)預(yù)處理方法
        5.2.1 光信號轉(zhuǎn)變?yōu)閼?yīng)變信號
        5.2.2 消除軸向張力以及初始應(yīng)變的影響
    5.3 模態(tài)分析法理論
    5.4 試驗數(shù)據(jù)誤差分析
        5.4.1 噪聲分析
        5.4.2 模態(tài)混淆
    5.5 本章小結(jié)
第六章 立管初始變形中尺度效應(yīng)研究
    6.1 引言
    6.2 均勻來流作用下的初始變形
    6.3 梁的復(fù)雜彎曲理論
        6.3.1 坐標系以及正方向規(guī)定
        6.3.2 梁復(fù)雜彎曲的微分方程
    6.4 拖曳力數(shù)CD
        6.4.1 簡化分析方法
        6.4.2 非線性擬合
        6.4.3 多項式擬合
        6.4.4 分布載荷沿立管軸向分布分析
        6.4.5 平均拖曳力系數(shù)
    6.5 尺度效應(yīng)對拖曳力系數(shù)的影響
    6.6 本章總結(jié)
第七章 立管渦激振動響應(yīng)特性中的尺度效應(yīng)研究
    7.1 前言
    7.2 立管 VIV 響應(yīng)特性
        7.2.1 位移響應(yīng)特性
        7.2.2 頻率響應(yīng)特性
    7.3 尺度效應(yīng)
        7.3.1 位移響應(yīng)中的尺度效應(yīng)
        7.3.2 頻率響應(yīng)中的尺度效應(yīng)
    7.4 本章總結(jié)
第八章 總結(jié)與展望
    8.1 全文總結(jié)
    8.2 研究展望
參考文獻
攻讀碩士學(xué)位期間已發(fā)表或錄用的論文
在學(xué)期間科研成果、獲獎及專利情況
致謝


【參考文獻】：
期刊論文
[1]深海立管渦激振動疲勞損傷影響因素分析[J]. 王一飛,潘志遠,黃小平,崔維成.  船舶力學(xué). 2006(05)

博士論文
[1]深海立管渦激振動疲勞損傷預(yù)報方法研究[D]. 王一飛.上海交通大學(xué) 2008

碩士論文
[1]海洋工程錨泊系統(tǒng)的分析研究[D]. 王艷妮.哈爾濱工程大學(xué) 2006



本文編號：2943724