對(duì)正交式纖維增強(qiáng)復(fù)合材料海洋立管、優(yōu)化后的纖維增強(qiáng)復(fù)合材料海洋立管和金屬海洋立管進(jìn)行基于流固耦合作用的三維計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)渦激振動(dòng)模擬,探索不同材料的海洋立管的渦激振動(dòng)特征;通過(guò)等效彈性模量法及層狀結(jié)構(gòu)法分別構(gòu)建3種整體模型,通過(guò)System coupling模塊與Fluent軟件模擬所得的流場(chǎng)結(jié)果進(jìn)行交互,以實(shí)現(xiàn)二者之間的耦合作用,并對(duì)比不同建模方式及不同種類立管在渦激振動(dòng)作用下立管位移和應(yīng)力響應(yīng)的影響。結(jié)果表明:不同建模方式所得的渦激振動(dòng)特征相近;結(jié)構(gòu)的構(gòu)造不同使得優(yōu)化后的纖維增強(qiáng)復(fù)合材料海洋立管的位移及應(yīng)力響應(yīng)均大于正交式纖維復(fù)合材料海洋立管的;在渦激振動(dòng)作用下,纖維增強(qiáng)復(fù)合材料海洋立管的振動(dòng)幅值大于金屬海洋立管的,其應(yīng)力幅值小于金屬海洋立管的,并且二者的變形與應(yīng)力分布特征也顯著不同,與不同種類海洋立管的幾何構(gòu)造尺寸、彈性模量、頂張力、支撐條件等有關(guān)。 

【文章來(lái)源】：濟(jì)南大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2020,34(01)北大核心

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【部分圖文】：

流場(chǎng)及立管模型圖

表4 海洋立管的自振頻率、漩渦脫落頻率及約化速度 類型 自振頻率fn/Hz 漩渦脫落頻率fs/Hz 約化速度Ur 式(8) 對(duì)升力系數(shù)Cl進(jìn)行傅里葉變換 立管1,等效 8.64 0.23 0.23 0.130 立管1,層狀 8.85 0.23 0.24 0.120 立管2,等效 6.98 0.24 0.25 0.170 立管2,層狀 6.82 0.24 0.25 0.170 立管3 7.87 0.25 0.26 0.153對(duì)升力系數(shù)Cl進(jìn)行傅里葉變換(FFT)(如圖3所示)得到漩渦脫落頻率fs,并與

即當(dāng)約化速度Ur為4～8[16]時(shí),進(jìn)入鎖振區(qū)間。根據(jù)表4,由2種海洋立管的約化速度Ur以及漩渦脫落頻率fs與其自振頻率fn的關(guān)系可以看出,在給定條件下,海洋立管不會(huì)發(fā)生鎖振現(xiàn)象。2.2 3種海洋立管VIV的CFD模擬結(jié)果

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]基于灰色理論的多參數(shù)海洋立管渦激振動(dòng)試驗(yàn)研究[J]. 崔陽(yáng)陽(yáng),王春光,陳正發(fā),孫明鈺.  科學(xué)技術(shù)與工程. 2018(13)
[2]考慮大變形的大柔性立管渦激振動(dòng)模型[J]. 吳學(xué)敏,黃維平.  振動(dòng)與沖擊. 2013(18)
[3]深海頂張力立管參激-渦激耦合振動(dòng)響應(yīng)分析[J]. 唐友剛,邵衛(wèi)東,張杰,王麗元,桂龍.  工程力學(xué). 2013(05)



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