【摘要】：為了研究靜水壓力和瞬態(tài)流場載荷對三維柔性立管濕模態(tài)的影響,本文基于聲-固耦合模型對考慮水介質(zhì)、頂張力情況下的立管進(jìn)行濕模態(tài)計算,并與理論計算結(jié)果以及實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)對比,驗(yàn)證了該模型的準(zhǔn)確性;采用不考慮流-固耦合的計算流體力學(xué)(computational fluid dynamics,CFD)方法和考慮流固雙向耦合的計算流體力學(xué)/計算結(jié)構(gòu)力學(xué)(computational fluid dynamics/computational structure dynamics,CFD/CSD)方法分別計算了立管的瞬態(tài)流場載荷,并與實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)對比;將水深產(chǎn)生的靜水壓力和瞬態(tài)流場載荷分別加載到三維柔性立管表面進(jìn)行靜力學(xué)分析,計算其濕模態(tài)。計算結(jié)果表明:立管濕模態(tài)頻率比干模態(tài)頻率小很多,且隨著頂張力增大而增大;靜水壓力和瞬態(tài)流場載荷都使得濕模態(tài)頻率略微增加;靜水壓力和瞬態(tài)流場載荷對濕模態(tài)低階振型影響較大,對高階振型幾乎沒有影響。
[Abstract]:In order to study the influence of hydrostatic pressure and transient flow field load on the wet mode of three-dimensional flexible riser, the wet mode calculation of riser considering water medium and top tension is carried out based on the acoustic-solid coupling model. Compared with the theoretical results and experimental data, the accuracy of the model is verified. The transient flow field loads of risers are calculated by using the CFD method of computational fluid dynamics (computational fluid) without considering fluid-solid coupling and the method of computational fluid dynamics / computational structural mechanics (computational fluid dynamics/computational structure / (computational fluid dynamics/computational structure / CFD-C / CSD), which considers the two-way coupling of fluid and solid, respectively, and the results are compared with the experimental data. The hydrostatic pressure and transient flow field load generated by water depth are loaded on the surface of the three dimensional flexible riser respectively and the wet modes are calculated. The results show that the wet mode frequency of riser is much smaller than that of dry mode, and increases with the increase of top tension, and the wet mode frequency is slightly increased by hydrostatic pressure and transient flow field load. Hydrostatic pressure and transient flow field load have great influence on low order modes of wet mode, but have little effect on high order modes.
【作者單位】： 南京理工大學(xué)發(fā)射動力學(xué)研究所;
【基金】：國防基礎(chǔ)科研項目(B2620132013,A2620133008) 國家自然科學(xué)基金項目(11472135)
【分類號】：TE973.92

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本文編號：2138489