本論文跟蹤了國內(nèi)外有關(guān)圓柱體及海洋立管渦激振動(dòng)問題的最新研究動(dòng)向,對(duì)本領(lǐng)域內(nèi)的研究方法和進(jìn)展進(jìn)行了綜述和分析。以深海立管為研究對(duì)象,介紹了渦激振動(dòng)的有關(guān)理論、數(shù)值模擬方法和實(shí)驗(yàn)方法,對(duì)均勻流中圓柱體的渦激振動(dòng)進(jìn)行數(shù)值模擬,探索了動(dòng)波壁方法對(duì)圓柱體渦激振動(dòng)的抑制作用,對(duì)深海柔性立管在不同均勻來流速度下的橫向位移響應(yīng)進(jìn)行了時(shí)域計(jì)算,分析了立管的模態(tài)激發(fā)過程,并將動(dòng)波壁方法應(yīng)用于柔性立管的渦激振動(dòng)抑制研究工作。論文的具體工作和主要研究成果如下:1)較為全面地回顧和分析了國內(nèi)外研究海洋立管渦激振動(dòng)問題的動(dòng)態(tài)和進(jìn)展,系統(tǒng)介紹了渦激振動(dòng)問題研究過程中所涉及的流體相關(guān)參數(shù)、結(jié)構(gòu)物相關(guān)參數(shù)和耦合運(yùn)動(dòng)相關(guān)參數(shù)等;2)針對(duì)平面內(nèi)兩自由度彈性支撐圓柱體的渦激振動(dòng)建立了圓柱體的力學(xué)模型,介紹了流場(chǎng)的數(shù)值求解方法和圓柱體的動(dòng)力響應(yīng)求解方法等,并對(duì)圓柱體與流場(chǎng)的耦合求解過程用流程圖進(jìn)行了描述。3)采用動(dòng)波壁技術(shù)對(duì)圓柱體的渦激振動(dòng)進(jìn)行抑制效果研究,發(fā)現(xiàn)圓柱尾渦的發(fā)放與壁面波動(dòng)方向相關(guān),圓柱渦激振動(dòng)位移響應(yīng)受壁面波動(dòng)頻率影響,雷諾數(shù)固定不同約化速度彈性支撐圓柱的橫向位移在適當(dāng)?shù)谋诿娌▌?dòng)頻率下均能降低到0.05D以下,... 

【文章來源】：江蘇科技大學(xué)江蘇省

【文章頁數(shù)】：80 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

尾流漩渦的發(fā)放形態(tài)(Muhamad&Krish,2010)

同時(shí)又相互關(guān)聯(lián)；立管與瀉渦之攻的作用力以及響應(yīng)相互界層的分離、旋渦流動(dòng)的不穩(wěn)定性、粘性流場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)物體出合理闡釋的問題，又使得現(xiàn)象背后的本質(zhì)更加撲朔迷離擬和模型實(shí)驗(yàn)的方式認(rèn)識(shí)、解釋和分析實(shí)際問題。目前，推理和演繹，尚不能理解所有渦激振動(dòng)的機(jī)理和本質(zhì)，但他們的實(shí)驗(yàn)研究，給出了許多合理的總結(jié)與有用的數(shù)據(jù)，要的介紹漩渦的脫落機(jī)理及彈性支撐圓柱體渦激振動(dòng)主要形成與發(fā)放機(jī)理成及脫落過程以圖 2.1 所示的圓柱體為例[69]。面存在邊界層，但邊界層外各處流速沿圓柱表面分布不同，邊界層外邊界上各點(diǎn)的流速應(yīng)等于或接近流體流過各截面邊界上各點(diǎn)的流速應(yīng)約為主流體流過該點(diǎn)流速的 99%。

圖 2.2 不同 Re 數(shù)下均勻來流繞固定光滑圓柱體的尾流形式 (Blevins, 1990)[1]Fig.2.2 Wake pattern for an smooth circular cylinder under different Reynolds numbers (Blevins, 1990(二) Strouhal 數(shù) St捷克科學(xué)家 Cének Strouhal 在 1878 年發(fā)現(xiàn)由一根弦線發(fā)生的風(fēng)鳴音調(diào)，和風(fēng)速與弦線粗細(xì)之商成正比(音調(diào)高低決定于弦的振動(dòng)頻率，而振動(dòng)頻率實(shí)際上反映了瀉渦頻率)。于是得到St 數(shù)：St /st= f D U(2.2St 數(shù)是在圓柱繞流問題當(dāng)中最具神秘色彩而又具有魯棒性的參數(shù)。我們知道圓柱繞流問題中邊界層的分離及尾部流場(chǎng)的變化具有不穩(wěn)定性，漩渦的發(fā)放卻具有相對(duì)穩(wěn)定的頻率stf ，而 St 數(shù)的存在能夠?qū)⒍呗?lián)系在一起。需要指出的是，與 St 數(shù)對(duì)應(yīng)的頻率stf 是指圓柱體靜止時(shí)的渦瀉頻率。渦激振動(dòng)引起了圓柱體在流場(chǎng)發(fā)生運(yùn)動(dòng)時(shí)對(duì)應(yīng)的渦瀉頻率通常記為 fvs，它始終與漩渦發(fā)放所引起的圓柱體升力頻率一致。換言之，f可以由時(shí)域內(nèi)記錄下的流體力信息經(jīng)過傅氏變換得到。在漩渦的脫落過程中通常會(huì)引

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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碩士論文
[1]深水立管渦激振動(dòng)的耦合模擬及抑制方法研究[D]. 任大朋.大連理工大學(xué) 2006



本文編號(hào)：3349669