隨著海洋工程建設(shè)發(fā)展的強勁勢頭,海洋管線的用量也大幅度上升。管跨的渦激振動是決定海底管線的使用壽命、引發(fā)管跨疲勞失效的主要原因,也是對管跨進行可靠性設(shè)計、可靠性評估工作所要面對和解決的主要問題。在近岸和離岸工程中的海底管線基本都需要土的支撐和保護,用非線性邊界模擬土壤對管線的作用則更貼切實際情況,能夠更加準確的分析海底管線懸跨段在水流作用下的渦激振動響應,從而使管線應力分布,管線的振動響應分析更加可靠合理,為海底管線疲勞破壞機理以及使用壽命分析提供更為可靠的科學依據(jù)。本文對考慮土壤邊界條件的海底管線渦激振動進行數(shù)值模擬。將VIVANA模型與梁單元結(jié)合建立海底管線懸跨段渦激振動（VIV）數(shù)值模型,模型中采用三種彈簧模擬管土作用,彈簧分別同不同的P-δ曲線表征。在頻域內(nèi)對線性邊界條件下的VIV進行計算,對在計算海底管線渦激振動響應時是否需要考慮管土作用進行了探討,并且對簡支邊界和管土邊界條件下引發(fā)海底管線VIV的流速條件進行了研究。利用頻域計算結(jié)果在時域中對非線性邊界條件下的海底管線渦激振動進行求解,分析了在考慮土壤邊界條件下海底管線渦激振動動力響應特征、彎曲應力分布,并且對不同流速以及土... 

【文章來源】：大連理工大學遼寧省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：69 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

阿爾及利亞一意大利海底管線懸跨段Fig.1.1Algeria一ItalyfreesPanPIPeline

合對動力平衡方程求解，通過李小超(2011)124]相關(guān)實驗對本章程序進行驗證。2.1動力平衡方程本文結(jié)構(gòu)模型由兩部分組成:管線和海床土壤，其海底管線懸跨段示意圖如圖2.1所示，本文將其簡化為如圖2.2所示計算模型，管線初始軸向方向為x軸方向，管線振動方向為y軸方向即水深方向，來流方向垂直于x軸和y軸所在平面;L為管線計算總長，管線左右倆端與土壤接觸部分長度分別為Lsl和LsZ，中間部分為懸空段;T為管線軸向荷載，在計算過程中保持恒定。圖2.1海底管線懸跨段示意圖 Fig.2.1SketchoffreesPanPIPelinewith5011aetion沂一今卜X皇皇皇皇皇皇皇皇LS己圖2.2簡化模型 Fig.2.2SimPlifiedmodelofasPanningPIPeline

2.1動力平衡方程本文結(jié)構(gòu)模型由兩部分組成:管線和海床土壤，其海底管線懸跨段示意圖如圖2.1所示，本文將其簡化為如圖2.2所示計算模型，管線初始軸向方向為x軸方向，管線振動方向為y軸方向即水深方向，來流方向垂直于x軸和y軸所在平面;L為管線計算總長，管線左右倆端與土壤接觸部分長度分別為Lsl和LsZ，中間部分為懸空段;T為管線軸向荷載，在計算過程中保持恒定。圖2.1海底管線懸跨段示意圖 Fig.2.1SketchoffreesPanPIPelinewith5011aetion沂一今卜X皇皇皇皇皇皇皇皇LS己圖2.2簡化模型 Fig.2.2SimPlifiedmodelofasPanningPIPeline

【參考文獻】：
期刊論文
[1]基于頻率響應法海底懸跨管渦激振動分析[J]. 李小超,王永學.  海洋工程. 2009(04)
[2]單向水流作用下近壁管道橫向渦激振動實驗研究[J]. 楊兵,高福平,吳應湘.  中國海上油氣. 2006(01)
[3]海底管線管跨段渦激振動響應的實驗研究[J]. 余建星,羅延生,方華燦.  地震工程與工程振動. 2001(04)
[4]水下管道渦激振動的實驗研究[J]. 孟昭瑛,楊樹耕,王仲捷.  水利學報. 1994(07)

博士論文
[1]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]. 李小超.大連理工大學 2011
[2]柔性管渦激振動的模型實驗及數(shù)值模擬研究[D]. 陳正壽.中國海洋大學 2009



本文編號：3365045