本文選題：深海立管 + 渦激振動　； 參考：《哈爾濱工程大學(xué)學(xué)報(bào)》2017年03期

【摘要】：渦激振動是立管發(fā)生破壞的主要原因之一,深海立管自重大、柔度高、頂部張力集中等會導(dǎo)致出現(xiàn)新的動力特性。為預(yù)報(bào)深海立管渦激振動并揭示其動力特性,考慮立管自重影響及線性剪切流,本文建立立管渦激振動方程,基于Van der Pol尾流振子模型,采用有限差分法計(jì)算立管的振動響應(yīng),并設(shè)計(jì)渦激振動試驗(yàn)進(jìn)行驗(yàn)證,最后研究流速及頂張力對立管渦激振動的影響。結(jié)果表明:流速越大,立管渦激振動頻率越高,振動應(yīng)力越大;同等流速下,頂張力越大,立管渦激振動主頻率變化不大,但振動位移增大,振動應(yīng)力減小。
[Abstract]:The vortex-induced vibration is one of the main reasons for the failure of risers. The deep-sea risers are self-important, flexible, and the top tension concentration will lead to the emergence of new dynamic characteristics. In order to predict the vortex-induced vibration of deep-sea riser and reveal its dynamic characteristics, considering the influence of riser's deadweight and linear shear flow, the vortex-induced vibration equation of riser is established in this paper. Based on the Van der Pol wake oscillator model, the vibration response of riser is calculated by finite difference method. Finally, the effects of velocity and top tension on the vortex-induced vibration of the tube are studied. The results show that the higher the velocity of flow, the higher the frequency of vortex-induced vibration and the greater the vibration stress of riser, the greater the top tension, the smaller the main frequency of vortex-induced vibration of riser, but the larger the vibration displacement and the smaller the vibration stress.
【作者單位】： 天津大學(xué)水利工程仿真與安全國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室;上海海事大學(xué)海洋科學(xué)與工程學(xué)院;
【基金】：國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(51239008) 天津大學(xué)水利工程仿真與安全國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室基金項(xiàng)目(HESS-1510)
【分類號】：P756.2

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前5條

1 魏東澤;白興蘭;顧恩凱;;考慮流固耦合的立管渦激振動研究[J];中國造船;2014年03期

2 張杰;唐友剛;;深海立管固有振動特性的進(jìn)一步分析[J];船舶力學(xué);2014年Z1期

3 ;NUMERICAL PREDICTION OF FATIGUE DAMAGE IN STEEL CATENARY RISER DUE TO VORTEX-INDUCED VIBRATION[J];Journal of Hydrodynamics;2011年02期

4 郭海燕,傅強(qiáng),婁敏;海洋輸液立管渦激振動響應(yīng)及其疲勞壽命研究[J];工程力學(xué);2005年04期

5 董艷秋;波、流聯(lián)合作用下海洋平臺張力腿的渦激非線性振動[J];海洋學(xué)報(bào)(中文版);1994年03期

相關(guān)博士學(xué)位論文 前2條

1 張杰;深海立管參激—渦激聯(lián)合振動與疲勞特性研究[D];天津大學(xué);2014年

2 唐世振;考慮順流向振動的深水頂張力立管渦激振動分析[D];中國海洋大學(xué);2010年

【共引文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 陳爐云;李磊鑫;楊念;;考慮預(yù)應(yīng)力分布的立管渦激振動特性分析[J];上海交通大學(xué)學(xué)報(bào);2017年04期

2 劉紅兵;陳國明;劉康;孟文波;韓彬彬;劉秀全;;深水測試管柱-隔水管耦合渦激疲勞分析[J];中國石油大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2017年01期

3 唐友剛;青兆熹;張杰;王賓;;深海立管渦激振動預(yù)報(bào)模型及影響因素[J];哈爾濱工程大學(xué)學(xué)報(bào);2017年03期

4 高光海;仇性啟;董輝;許俊良;任紅;;南海超深水天然氣水合物取樣鉆柱扭轉(zhuǎn)振動分析[J];工業(yè)加熱;2016年06期

5 王宴濱;高德利;房軍;;深水鉆井隔水管在平臺升沉運(yùn)動下的參激振動響應(yīng)分析[J];應(yīng)用力學(xué)學(xué)報(bào);2016年06期

6 姜哲;崔維成;李陽;時(shí)忠民;;張立腿平臺浮箱框架結(jié)構(gòu)強(qiáng)度分析方法研究[J];艦船科學(xué)技術(shù);2016年19期

7 吳波;程小明;田超;杜新光;林強(qiáng);;深海采礦系統(tǒng)水動力技術(shù)研究綜述[J];中國造船;2016年03期

8 宋振華;段夢蘭;;海洋立管橫流向與雙向渦激振動研究[J];石油機(jī)械;2016年07期

9 蒲定;郝偉修;張鵬舉;汪偉俊;;水下采油樹出油管線的工藝改進(jìn)及驗(yàn)證[J];中國海洋平臺;2016年03期

10 谷家揚(yáng);楊琛;朱新耀;吳介;;質(zhì)量比對圓柱渦激特性的影響研究[J];振動與沖擊;2016年04期

相關(guān)博士學(xué)位論文 前6條

1 周陽;考慮輻射阻尼的Spar平臺渦激運(yùn)動分析方法研究[D];中國海洋大學(xué);2015年

2 鄧躍;低雷諾數(shù)下均勻流和振蕩流共同作用的圓柱體受迫振動和渦激振動研究[D];中國海洋大學(xué);2014年

3 張杰;深海立管參激—渦激聯(lián)合振動與疲勞特性研究[D];天津大學(xué);2014年

4 劉娟;考慮剛體擺動的鋼懸鏈?zhǔn)搅⒐艹銎矫孢\(yùn)動分析方法研究[D];中國海洋大學(xué);2013年

5 吳學(xué)敏;考慮大變形的深水立管渦激振動非線性分析方法研究[D];中國海洋大學(xué);2013年

6 高云;鋼懸鏈?zhǔn)搅⒐芷趽p傷分析[D];大連理工大學(xué);2011年

【二級參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 高云;宗智;周力;曹靜;;鋼懸鏈?zhǔn)搅⒐軠u激振動疲勞損傷參數(shù)分析[J];船舶力學(xué);2012年08期

2 邵衛(wèi)東;唐友剛;樊娟娟;張若瑜;;考慮浮體升沉及張緊環(huán)運(yùn)動深海立管固有振動特性研究[J];海洋工程;2012年02期

3 李效民;郭海燕;孟凡順;;內(nèi)流對頂張力立管動力響應(yīng)影響分析(英文)[J];船舶力學(xué);2010年09期

4 ;A NEW WAKE OSCILLATOR MODEL FOR PREDICTING VORTEX INDUCED VIBRATION OF A CIRCULAR CYLINDER[J];Journal of Hydrodynamics;2010年03期

5 蔡杰;尤云祥;李巍;時(shí)忠民;曲衍;;均勻來流中大長徑比深海立管渦激振動特性[J];水動力學(xué)研究與進(jìn)展A輯;2010年01期

6 宋芳;林黎明;凌國燦;;采用新的結(jié)構(gòu)—尾流反作用力耦合模型分析圓柱結(jié)構(gòu)渦激共振[J];水動力學(xué)研究與進(jìn)展A輯;2009年05期

7 張宇鑫;李國強(qiáng);趙世峰;;張弦梁結(jié)構(gòu)振動方法索力識別(Ⅰ):振動特性的參數(shù)分析[J];振動與沖擊;2009年03期

8 ;NONLINEAR FLUID DAMPING IN STRUCTURE-WAKE OSCILLATORS IN MODELING VORTEX-INDUCED VIBRATIONS[J];Journal of Hydrodynamics;2009年01期

9 譚波;王嘉松;谷斐;黃震;;利用分離盤控制隔水管渦激振動的數(shù)值模擬[J];水動力學(xué)研究與進(jìn)展A輯;2009年01期

10 ;VORTEX INDUCED VIBRATIONS OF FINNED CYLINDERS[J];Journal of Hydrodynamics;2008年02期

相關(guān)博士學(xué)位論文 前7條

1 張永波;深海輸液立管渦激振動預(yù)報(bào)及抑振技術(shù)研究[D];中國海洋大學(xué);2011年

2 高云;鋼懸鏈?zhǔn)搅⒐芷趽p傷分析[D];大連理工大學(xué);2011年

3 唐世振;考慮順流向振動的深水頂張力立管渦激振動分析[D];中國海洋大學(xué);2010年

4 李效民;頂張力立管動力響應(yīng)數(shù)值模擬及其疲勞壽命預(yù)測[D];中國海洋大學(xué);2010年

5 王明珠;結(jié)構(gòu)振動疲勞壽命分析方法研究[D];南京航空航天大學(xué);2009年

6 王一飛;深海立管渦激振動疲勞損傷預(yù)報(bào)方法研究[D];上海交通大學(xué);2008年

7 婁敏;海洋輸流立管渦激振動試驗(yàn)研究及數(shù)值模擬[D];中國海洋大學(xué);2007年

【相似文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 方平治;顧明;;圓柱兩自由度渦激振動的數(shù)值模擬研究[J];同濟(jì)大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2008年03期

2 方平治;顧明;談建國;;典型2維柱體渦激振動的數(shù)值模擬研究[J];同濟(jì)大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2009年07期

3 王海青;郭海燕;劉曉春;張永波;孟凡順;;海洋立管渦激振動抑振方法試驗(yàn)研究[J];中國海洋大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2009年S1期

4 劉志文;劉小兵;陳政清;栗小祜;;均勻流場串列雙Π型斷面渦激振動氣動干擾試驗(yàn)研究[J];工程力學(xué);2011年12期

5 張紅;風(fēng)渦激振動力作用下,平臺上部塔架結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)和計(jì)算[J];中國海洋平臺;1997年02期

6 黃維平;曹靜;張恩勇;唐世振;;大柔性圓柱體兩自由度渦激振動試驗(yàn)研究[J];力學(xué)學(xué)報(bào);2011年02期

7 任鐵;付世曉;李潤培;楊建民;;基于模型試驗(yàn)的實(shí)尺度立管渦激振動響應(yīng)預(yù)報(bào)方法研究[J];船舶力學(xué);2011年04期

8 房建黨;;渦激振動研究方法的探討[J];科技信息;2013年09期

9 羅竹梅;張立翔;;影響從渦激振動中獲取能量的參數(shù)研究[J];振動與沖擊;2014年09期

10 李立,廖錦翔;渦激振動問題的有限元計(jì)算研究[J];工程力學(xué);2003年05期

相關(guān)會議論文 前10條

1 陳偉民;時(shí)忠民;;海洋平臺的渦激振動研究及其分析方法[A];2003年度海洋工程學(xué)術(shù)會議論文集[C];2003年

2 王琳;;內(nèi)流速度對管道渦激振動響應(yīng)的影響研究[A];第六屆全國動力學(xué)與控制青年學(xué)者學(xué)術(shù)研討會論文摘要集[C];2012年

3 劉志文;楊陽;陳政清;張著名;辛亞兵;;橋梁結(jié)構(gòu)抗風(fēng)設(shè)計(jì)中的渦激振動問題[A];第十八屆全國橋梁學(xué)術(shù)會議論文集（下冊）[C];2008年

4 代胡亮;王琳;;超臨界內(nèi)流速條件下管道的渦激振動響應(yīng)[A];第九屆全國動力學(xué)與控制學(xué)術(shù)會議會議手冊[C];2012年

5 黃熙龍;王嘉松;;利用離散渦方法模擬圓柱繞流及渦激振動[A];第二十五屆全國水動力學(xué)研討會暨第十二屆全國水動力學(xué)學(xué)術(shù)會議文集（上冊）[C];2013年

6 王琳;;非線性渦激振動及其能量利用的幾個(gè)問題討論[A];第七屆全國動力學(xué)與控制青年學(xué)者研討會論文摘要集[C];2013年

7 鮮榮;廖海黎;朱超;盛建軍;;大跨度橋梁渦激振動經(jīng)驗(yàn)線性模型應(yīng)用[A];第十四屆全國結(jié)構(gòu)風(fēng)工程學(xué)術(shù)會議論文集（中冊）[C];2009年

8 王藝;陳偉民;;均勻來流中圓柱渦激振動負(fù)附加質(zhì)量[A];第十二屆中國海岸工程學(xué)術(shù)討論會論文集[C];2005年

9 林黎明;宋芳;曾曉輝;;應(yīng)用新的尾流振子模型研究大長徑比下立管的渦激振動[A];北京力學(xué)會第十六屆學(xué)術(shù)年會論文集[C];2010年

10 廖海黎;王騎;李明水;;嘉紹大橋分體式鋼箱梁渦激振動特性風(fēng)洞試驗(yàn)研究[A];第十四屆全國結(jié)構(gòu)風(fēng)工程學(xué)術(shù)會議論文集（中冊）[C];2009年

相關(guān)博士學(xué)位論文 前10條

1 涂佳黃;剪切來流下鈍體繞流與渦激振動效應(yīng)模擬與分析[D];上海交通大學(xué);2014年

2 孫延國;基于偏相關(guān)的大跨度橋梁渦激振動分析方法及應(yīng)用研究[D];西南交通大學(xué);2013年

3 李保軍;海洋管線渦激振動監(jiān)測關(guān)鍵技術(shù)研究[D];西北工業(yè)大學(xué);2015年

4 秦浩;大跨度變截面連續(xù)鋼箱梁橋渦激振動計(jì)算方法研究[D];西南交通大學(xué);2015年

5 毛海英;鋼懸鏈線立管整體動力響應(yīng)分析[D];中國海洋大學(xué);2015年

6 羅竹梅;海流能發(fā)電渦激振動驅(qū)動的水動力特性及能量獲取研究[D];昆明理工大學(xué);2016年

7 詹昊;鋼桁拱橋吊桿渦激振動仿真分析[D];華中科技大學(xué);2009年

8 陳正壽;柔性管渦激振動的模型實(shí)驗(yàn)及數(shù)值模擬研究[D];中國海洋大學(xué);2009年

9 何長江;柔性立管渦激振動試驗(yàn)與數(shù)值模擬[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2010年

10 黃智勇;柔性立管渦激振動時(shí)域響應(yīng)分析[D];上海交通大學(xué);2008年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前10條

1 韓艷艷;鋼箱梁斜拉橋渦激振動控制的TMD參數(shù)研究[D];西南交通大學(xué);2015年

2 岳明;懸索橋鉸接式吊索渦激振動氣動干擾效應(yīng)數(shù)值分析[D];鄭州大學(xué);2015年

3 呂鳳池;基于圓柱渦激振動壓電梁水下俘能特性研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2015年

4 譚真;風(fēng)帆助航船渦激振動研究[D];大連理工大學(xué);2015年

5 段青松;積雪對橋梁空氣動力的影響研究[D];西南交通大學(xué);2014年

6 王彥彪;基于模型測壓試驗(yàn)的扁平箱梁渦振機(jī)理研究[D];石家莊鐵道大學(xué);2015年

7 武爽;潮流能轉(zhuǎn)換裝置阻尼條件下圓柱振子渦激振動現(xiàn)象研究[D];中國海洋大學(xué);2015年

8 鐘詩民;群式站立式立管浮筒渦激振動研究[D];中國海洋大學(xué);2015年

9 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

10 朱文波;海洋熱塑性增強(qiáng)管渦激振動流固耦合分析[D];南京理工大學(xué);2016年

，

本文編號：1875033