【摘要】：隨著海洋油氣資源的不斷開發(fā),各種海洋平臺工程以及開采過程中涉及的管柱結(jié)構(gòu)日益增多。尤其鉆采中使用的管線一般為細長結(jié)構(gòu),受到海流和波浪的沖擊,會導(dǎo)致發(fā)生持續(xù)的非線性流固耦合作用,可能最終導(dǎo)致海洋立管的失效和疲勞破壞。本文借助多物理場耦合平臺Workbench,采用FLuent作為流場解算器并與Ansys動力響應(yīng)模塊進行數(shù)據(jù)交互,通過將數(shù)值模擬與實驗對比,驗證了上述耦合模擬方案的可行性,并在此基礎(chǔ)上完成了不同頂張力、不同管端約束、不同內(nèi)流流速和不同密度內(nèi)流介質(zhì)以及波流聯(lián)合多種工況的立管雙向流固耦合的三維數(shù)值模擬,深化了對立管振動特性的認(rèn)識,探討了復(fù)雜工況對立管渦激振動特性和波流聯(lián)合作用立管動力響應(yīng)特性的影響效果。模擬結(jié)果表明:頂張力和石油介質(zhì)的內(nèi)流對立管的振動特性有明顯的影響,密度低的天然氣作為內(nèi)流時其表現(xiàn)出與不含內(nèi)流立管類似但仍有其獨特特點的動力特性,深水工況下二階Stockes波相比淺水在波流共同作用下使得立管振動產(chǎn)生更大的振幅、更為激烈的軌跡運動和更為復(fù)雜的振動頻率。
【圖文】：

圖 1.1 流體流經(jīng)任意曲面時渦的脫落示意圖動試驗實驗是給定圓柱振動的振幅與頻率進行振動的實驗,主要體與流場之間耦合作用的水動力特性以及尾渦情況,同時的能量傳輸關(guān)系,實驗一般記錄在特定振幅和頻率下的水自激振動實驗相比,受迫振動實驗可以獲得較大約化速度較大范圍頻率下的水動力實驗數(shù)據(jù),這些數(shù)據(jù)可以組成一型的計算當(dāng)中,并且服務(wù)于工程項目。結(jié)合相關(guān)理論模型激振動分析軟件 VIVANA,SHEAR7,它們都是基于受迫振hop & Hassan[36]開始進行受迫振動實驗以來,有許多學(xué)者在 Wu[37]對圓柱在受迫振動中的升力變化展開研究,Staubl

昆明理工大學(xué)碩士研究生學(xué)位論文ffss n n(3.4)fsd d(3.5)下標(biāo) f 代表流體，下標(biāo)s代表固體。流模型的介紹諾數(shù)大于臨界值時,流體流動會表現(xiàn)出雜亂無章的狀態(tài),流動特性發(fā)生本質(zhì)外界條件不變,流場特性仍然是隨機變化的,這種狀態(tài)稱為湍流。圖 3.1 給出幾種湍流的數(shù)值模擬方法以及相應(yīng)的湍流模型。
【學(xué)位授予單位】：昆明理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：O353.4

【參考文獻】

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本文編號：2634910