本文關(guān)鍵詞：海洋熱塑性增強(qiáng)管渦激振動(dòng)流固耦合分析，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：海洋立管工作時(shí),會(huì)同時(shí)受到來(lái)自管內(nèi)流體流動(dòng)和來(lái)自管外海洋環(huán)境的載荷作用。外載荷主要來(lái)自于海流、波浪、上端浮體運(yùn)動(dòng)以及地震、冰凌等。立管渦激振動(dòng)是引起疲勞破壞的主要因素,已引起國(guó)內(nèi)外學(xué)者以及海洋石油工程業(yè)界的廣泛關(guān)注。本文基于計(jì)算流體力學(xué)與計(jì)算結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)方法,研究了固定立管繞流問(wèn)題和彈性立管渦激振動(dòng)問(wèn)題,探索了渦激振動(dòng)問(wèn)題的流固耦合仿真方法。選用不同密度的流體網(wǎng)格仿真圓柱繞流問(wèn)題,對(duì)比仿真結(jié)果,獲得網(wǎng)格密度選取的指導(dǎo)。在不同雷諾數(shù)下進(jìn)行了圓柱繞流仿真,將結(jié)果與參考文獻(xiàn)對(duì)比,驗(yàn)證數(shù)值方法的正確性。進(jìn)行了帶有兩種導(dǎo)流板的立管的繞流分析,觀察導(dǎo)流板對(duì)升力、阻力、漩渦泄放頻率的影響。分析了立管的干模態(tài)和濕模態(tài)�；贏NSYS,Workbench平臺(tái)對(duì)一段長(zhǎng)徑比30、直徑0.365m的RTP立管在Re=4×105時(shí)的渦激振動(dòng)進(jìn)行流固耦合分析,對(duì)比選用RNGκ-ε、SSTκ-ω和SST-SAS湍流模型的仿真結(jié)果。在相同的流場(chǎng)下調(diào)整結(jié)構(gòu)參數(shù)使結(jié)構(gòu)自由振動(dòng)頻率接近漩渦泄放頻率,使用SST-SAS湍流模型進(jìn)行仿真,觀察到頻率鎖定現(xiàn)象下振幅大幅提升。
【關(guān)鍵詞】：海洋立管 增強(qiáng)熱塑性管 圓柱繞流 流固耦合 渦激振動(dòng) 復(fù)合材料
【學(xué)位授予單位】：南京理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TE95
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-11
• 1 緒論11-23
• 1.1 研究背景和意義11-12
• 1.2 渦激振動(dòng)概述12-15
• 1.2.1 卡門(mén)渦街與渦激振動(dòng)12-13
• 1.2.2 渦激振動(dòng)研究現(xiàn)狀13-15
• 1.3 海洋立管概述15-19
• 1.3.1 立管材料15-16
• 1.3.2 管道特性對(duì)比16-17
• 1.3.3 RTP的結(jié)構(gòu)17-19
• 1.4 流固耦合問(wèn)題概述19-20
• 1.4.1 多物理場(chǎng)耦合問(wèn)題19
• 1.4.2 流固耦合19-20
• 1.4.3 流固耦合研究現(xiàn)狀20
• 1.5 本文研究目的20-21
• 1.6 本文研究?jī)?nèi)容21-23
• 2 渦激振動(dòng)23-31
• 2.1 概述23
• 2.2 渦激振動(dòng)產(chǎn)生機(jī)理23-24
• 2.2.1 漩渦泄放23
• 2.2.2 邊界層分離23-24
• 2.3 渦激振動(dòng)數(shù)值模型24-31
• 2.3.1 雷諾數(shù)和斯特勞哈爾數(shù)24-27
• 2.3.2 長(zhǎng)徑比(a)27
• 2.3.3 阻尼比(ζ)27
• 2.3.4 質(zhì)量比(m*)與鎖定27
• 2.3.5 約化速度(Vr)27-28
• 2.3.6 無(wú)因次振幅28
• 2.3.7 阻力和升力系數(shù)28-31
• 3 流固耦合31-49
• 3.1 概述31
• 3.2 流固耦合求解策略31-44
• 3.2.1 固體域32-36
• 3.2.2 流體域36-39
• 3.2.3 湍流模型39-44
• 3.3 動(dòng)態(tài)網(wǎng)格更新算法44-46
• 3.4 數(shù)據(jù)交換控制46-48
• 3.4.1 松耦合與強(qiáng)耦合46-47
• 3.4.2 串行算法與并行算法47-48
• 3.5 控制方程求解流程48
• 3.6 基于ANSYS Workbench平臺(tái)的流固耦合計(jì)算48-49
• 4 數(shù)值模擬和分析49-81
• 4.1 數(shù)值方法驗(yàn)證49-54
• 4.1.1 模型49-50
• 4.1.2 網(wǎng)格50
• 4.1.3 仿真結(jié)果50-54
• 4.1.4 結(jié)果分析54
• 4.2 圓柱繞流問(wèn)題54-61
• 4.2.1 仿真內(nèi)容54
• 4.2.2 仿真結(jié)果54-61
• 4.3 減少渦激振動(dòng)的方法61-64
• 4.3.1 模型61
• 4.3.2 仿真結(jié)果61-64
• 4.4 RTP立管分析64-81
• 4.4.1 研究概述64-65
• 4.4.2 材料65
• 4.4.3 頻域分析65-69
• 4.4.4 短立管CFD分析69-75
• 4.4.5 短立管流固耦合仿真75-81
• 5 結(jié)論與展望81-83
• 5.1 本文結(jié)論81-82
• 5.2 研究展望82-83
• 致謝83-85
• 參考文獻(xiàn)85-91

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中國(guó)碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

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4 郭峰;汽車外后視鏡風(fēng)激振特性的數(shù)值模擬研究[D];吉林大學(xué);2016年

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