【摘要】：為深入研究光纖光柵傳感技術在海洋立管渦激振動測試中的適用性,在風-浪-流聯(lián)合水槽中進行均勻來流下立管渦激振動試驗。數(shù)據(jù)測試采用光纖光柵傳感器,同時采用動態(tài)電阻傳感器作為對比。通過改變多級外流流速,對比分析基于兩種傳感技術的立管渦激振動過程差異。同時基于光纖光柵傳感技術采集應變數(shù)據(jù)并結合頻譜分析及模態(tài)理論,研究立管振動的主導頻率、幅值及模態(tài)響應等振動特性。研究結果表明,光纖光柵傳感技術對海洋立管的渦激振動測試性能優(yōu)越,能夠準確體現(xiàn)立管的應變時程、振幅以及主導頻率等振動特性,清晰反映伴隨流速進程的立管模態(tài)特征及渦激振動過程,同時由模態(tài)響應和渦激振動過程分析發(fā)現(xiàn)立管鎖頻區(qū)間的產(chǎn)生具有瞬時性及自激性規(guī)律,這對海洋立管的模型試驗與工程設計具有較大的參考價值。
[Abstract]:In order to study the applicability of fiber Bragg grating (FBG) sensing technology in the measurement of vortex-induced vibration of marine risers, the vortex-induced vibration test of risers under uniform flow was carried out in a combined wind-wave-current tank. Fiber Bragg grating sensor and dynamic resistance sensor are used to test the data. By changing the flow velocity of multi-stage flow, the differences of vortex-induced vibration process of riser based on two sensing techniques are compared and analyzed. At the same time, the dominant frequency, amplitude and modal response of riser vibration are studied based on the strain data collected by fiber Bragg grating (FBG) sensing technology and combined with frequency spectrum analysis and modal theory. The results show that the fiber Bragg grating (FBG) sensing technology has excellent performance in measuring the vortex-induced vibration of the riser, and can accurately reflect the vibration characteristics of the riser, such as strain history, amplitude and dominant frequency. The modal characteristics and the vortex-induced vibration process of the riser with the flow velocity are clearly reflected. At the same time, by analyzing the modal response and the vortex-induced vibration process, it is found that the occurrence of the vertical tube locking frequency interval is instantaneous and self-excited. It has great reference value for model test and engineering design of marine riser.
【作者單位】： 山東科技大學土木工程與建筑學院;山東科技大學山東省土木工程防災減災重點實驗室;中國海洋大學工程學院;青島國家海洋科學研究中心;
【基金】：國家自然科學基金資助項目(51279187) 山東省優(yōu)秀中青年科學家科研獎勵基金資助項目(BS2015HZ017) 山東省高等學�？萍加媱澷Y助項目(J16LH04) 山東省土木工程防災減災重點實驗室開放課題基金資助項目(CDPM2013ZR01) 青島市博士后研究人員應用研究資助項目(01020120406)
【分類號】：TE952

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本文編號：2349633