深海立管VIV预测模型及影响因素研究

论文摘要

为有效预测多因素作用下深海立管涡激振动（VIV）,首先,基于欧拉-伯努利梁弯曲理论和改进范德波尾流振子方程,考虑管内流动流体和立管横向（CF）和顺向（IL）耦合作用,建立海洋立管涡激振动预测模型,用埃尔米特插值函数离散立管微分方程,纽马克-β法在时域内迭代求解立管位移;然后,设计VIV试验,并将试验数据与模型计算结果进行对比验证;最后,研究海流流速、内外流流速和顶张力对深海立管涡激振动特性的影响。结果表明:海流流速越大,立管振动频率越高,振动幅值越大;立管固有频率随内流流速的增大可能降低到锁振频率范围,加速立管的疲劳破坏,顶张力对立管内流影响有明显抑制作用,立管双向耦合作用在涡激振动分析中不容忽视。

论文目录

• 0 引言
• 1 建立模型
•   1.1 欧拉-伯努利梁理论
•   1.2 柔性立管结构振子模型
•   1.3 尾流振子模型
•   1.4 数值求解
• 2 VIV试验
• 3 试验结果与计算对比
• 4 影响因素分析
•   4.1 海流流速对立管的影响
•   4.2 内外流共同作用对立管的影响
•   4.3 顶张力的影响
• 5 结论

文章来源

类型: 期刊论文

作者: 骆正山,蔡梦倩

关键词: 深海立管,涡激振动,管内流动流体,欧拉伯努利梁,尾流振子

来源: 中国安全科学学报 2019年07期

年度: 2019

分类: 工程科技Ⅰ辑

专业: 石油天然气工业

单位: 西安建筑科技大学管理学院

基金: 国家自然科学基金资助(41877527),陕西省社科基金资助(2018S34)

分类号: TE973

DOI: 10.16265/j.cnki.issn1003-3033.2019.07.002

页码: 6-11

总页数: 6

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