【摘要】：輸流管道因其細(xì)薄輕巧、工藝成熟被廣泛應(yīng)用于航天、核能、石油與海洋等多工程領(lǐng)域,同時(shí)由于其剛度較小、內(nèi)外域流體流動(dòng)復(fù)雜等原因易發(fā)生失穩(wěn)與振動(dòng)問題,對(duì)輸運(yùn)流體與介質(zhì)間能量傳遞造成很大困難。因此本文針對(duì)處于海洋流域中輸運(yùn)氣液兩相流體的S型輸流管道流致振動(dòng)問題進(jìn)行研究,綜合考慮了雙向潮汐流周期運(yùn)動(dòng)特性、管內(nèi)兩相流體動(dòng)界面及其流動(dòng)特性以及輸流管道固體結(jié)構(gòu)力學(xué)特性進(jìn)行多物理場(chǎng)耦合研究,探討不同流域流體流動(dòng)參數(shù)與輸流管道穩(wěn)定、失穩(wěn)間關(guān)系。本文主要從三個(gè)方面對(duì)S型輸流管道的振動(dòng)響應(yīng)特性進(jìn)行分析。(1)首先針對(duì)內(nèi)流域氣液兩相流動(dòng)誘導(dǎo)管道振動(dòng)進(jìn)行計(jì)算分析。基于二維與三維輸流管道模型,通過縱向分析流動(dòng)特征值誘導(dǎo)管道振動(dòng)與橫向分析不同流動(dòng)參數(shù)下管道的振動(dòng)特性,計(jì)算得出輸流管道振動(dòng)時(shí)程位移曲線、管壁應(yīng)力分布以及管道變形特征等。可得立管區(qū)域時(shí)程位移高于彎管道區(qū)域高于固支端;氣液混合流動(dòng)誘導(dǎo)管道失穩(wěn)顫振現(xiàn)象強(qiáng)于單氣塞或單液塞區(qū)域;全周期軸線時(shí)程位移與管壁應(yīng)力呈現(xiàn)反比關(guān)系;(2)針對(duì)雙向潮汐流誘導(dǎo)管道振動(dòng)進(jìn)行計(jì)算研究�；谌S矩形流域與輸流管道物理模型,分別對(duì)Parallel流域與Verticality流域作用下的管道進(jìn)行流固耦合研究。通過計(jì)算結(jié)果可得管道應(yīng)力場(chǎng)表現(xiàn)為固支端區(qū)域高于立管管段區(qū)域高于彎管道區(qū)域,全周期管道時(shí)程位移呈現(xiàn)出與外流域高度一致的周期性波動(dòng);(3)針對(duì)耦合流域下輸流管道的振動(dòng)特性進(jìn)行多物理場(chǎng)耦合計(jì)算分析。Parallel流域中輸運(yùn)兩相流體的S型輸流管道在內(nèi)外流域作用力疊加與衰減激勵(lì)下,主要表現(xiàn)出收縮性變形振動(dòng)與擴(kuò)張性變形振動(dòng)兩種形式;Verticality流域中則呈現(xiàn)出強(qiáng)無序鋸齒狀波動(dòng)的連續(xù)同向顫振現(xiàn)象。
【學(xué)位授予單位】：東北石油大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：TE832

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2803526