海洋立管是連接海上浮式平臺(tái)和海床油氣井口的主要連接件，用于石油、天然氣等的生產(chǎn)和輸運(yùn)。立管的內(nèi)部一般有高溫高壓的油、氣流過，外部承受海流、波浪、地震等作用，底部與海床土體相互作用，受力十分復(fù)雜。當(dāng)海流流經(jīng)立管時(shí)，在一定流速下會(huì)產(chǎn)生漩渦脫落，使得立管發(fā)生渦激振動(dòng)，當(dāng)漩渦的脫落頻率fv與立管的自振頻率fn接近時(shí)，振動(dòng)幅值明顯增大，發(fā)生“鎖振”現(xiàn)象，從而加快立管的疲勞破壞。渦激振動(dòng)是一種復(fù)雜的流固耦合振動(dòng)現(xiàn)象，是當(dāng)前國(guó)內(nèi)外研究熱點(diǎn)。鋼懸鏈線立管是一種大長(zhǎng)細(xì)比柔性結(jié)構(gòu)，其渦激振動(dòng)極為復(fù)雜。由于渦激振動(dòng)的影響因素比較多，如結(jié)構(gòu)自身的大變形非線性特性、底部管土的相互作用、頂部張力的變化等，加上海洋環(huán)境荷載的耦合作用，使得對(duì)于鋼懸鏈線立管的渦激振動(dòng)動(dòng)力響應(yīng)的分析和數(shù)值模擬變得十分困難。本文采取試驗(yàn)手段研究在階段流作用下鋼懸鏈線立管的渦激振動(dòng)，立管模型采用較大長(zhǎng)細(xì)比（L/D=390）且具有大變形特性的懸鏈線立管，拖地段海床土體選用粘土、細(xì)砂和混合土體，在海洋工程大型平面隨機(jī)波流耦合水池中進(jìn)行渦激振動(dòng)試驗(yàn)，探索其渦激振動(dòng)機(jī)理及其與海床土體的相互作用規(guī)律。主要研究?jī)?nèi)容如下：（1）在深水池中對(duì)懸鏈線立管模型... 

【文章來源】：中國(guó)海洋大學(xué)山東省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁(yè)數(shù)】：76 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
1 緒論
    1.1 選題背景、研究目的和意義
        1.1.1 選題背景
        1.1.2 研究目的和意義
    1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 數(shù)值模擬
        1.2.2 試驗(yàn)研究
    1.3 本文主要研究?jī)?nèi)容和創(chuàng)新點(diǎn)
        1.3.1 本文主要研究?jī)?nèi)容
        1.3.2 本文主要的創(chuàng)新點(diǎn)
2 渦激振動(dòng)相關(guān)理論
    2.1 海洋立管渦激振動(dòng)的機(jī)理
    2.2 描述渦激振動(dòng)的相關(guān)參數(shù)
    2.3 海洋立管渦激振動(dòng)基本特征
3 渦激振動(dòng)試驗(yàn)方法
    3.1 試驗(yàn)?zāi)康?br>    3.2 試驗(yàn)?zāi)Ｐ驮O(shè)計(jì)
        3.2.1 理論基礎(chǔ)
        3.2.2 立管模型設(shè)計(jì)
        3.2.3 海床土體模擬
    3.3 試驗(yàn)支架和支座設(shè)計(jì)
    3.4 試驗(yàn)設(shè)備
        3.4.1 實(shí)驗(yàn)水池
        3.4.2 電阻應(yīng)變計(jì)與數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)
        3.4.3 造流機(jī)與多普勒流速測(cè)量?jī)x
        3.4.4 水下攝像儀
        3.4.5 起吊系統(tǒng)
4 立管振動(dòng)試驗(yàn)數(shù)據(jù)分析
    4.1 漸變外流作用下懸鏈線立管振動(dòng)規(guī)律
        4.1.1 粘土模擬海床時(shí)立管的渦激振動(dòng)分析
        4.1.2 砂土模擬海床時(shí)立管的渦激振動(dòng)分析
        4.1.3 混合土體模擬海床時(shí)立管的渦激振動(dòng)分析
    4.2 海床土體類型對(duì)渦激振動(dòng)的影響
5 漸變外流作用下海床土體溝槽的形成
6 研究結(jié)論與展望
參考文獻(xiàn)
致謝
個(gè)人簡(jiǎn)歷
發(fā)表的學(xué)術(shù)論文


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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博士論文
[1]鋼懸鏈線輸流立管非線性振動(dòng)數(shù)值模擬[D]. 孟丹.中國(guó)海洋大學(xué) 2010
[2]頂張力立管動(dòng)力響應(yīng)數(shù)值模擬及其疲勞壽命預(yù)測(cè)[D]. 李效民.中國(guó)海洋大學(xué) 2010
[3]海洋輸流立管渦激振動(dòng)試驗(yàn)研究及數(shù)值模擬[D]. 婁敏.中國(guó)海洋大學(xué) 2007

碩士論文
[1]深水柔性立管非線性靜動(dòng)力分析[D]. 陳海飛.中國(guó)海洋大學(xué) 2011
[2]鋼懸鏈線立管的ANSYS非線性有限元分析[D]. 高秦嶺.中國(guó)海洋大學(xué) 2010



本文編號(hào)：3490299