表面粗糙度对立管涡激振动响应影响的试验研究

作     者：高云 付世晓 熊友明 刘理明 GAO Yun;FU Shi-xiao;XIONG You-ming;LIU Li-ming

作者机构：西南石油大学油气藏地质及开发工程国家重点实验室成都610500 上海交通大学海洋工程国家重点实验室上海200240 

出 版 物：《船舶力学》 (Journal of Ship Mechanics)

年 卷 期：2015年第19卷第1期

页      面：1-15页

核心收录：

学科分类：080704[工学-流体机械及工程] 080103[工学-流体力学] 08[工学] 0807[工学-动力工程及工程热物理] 0801[工学-力学（可授工学、理学学位）] 

基　　金：西南石油大学青年教师"过学术关"基金(201499010114) 国家自然科学基金(51279101 51239007) 

主　　题：涡激振动 表面粗糙度 试验研究 锁定区域 

摘      要：应用模型试验的方法,研究了表面粗糙度对立管涡激振动响应特性的影响规律,对不同粗糙度条件下立管所受拖曳力、升力、端部张力、漩涡泄放频率、结构振动响应频率、位移响应等参数的变化规律进行了对比分析。结果表明:与立管横向振动相比,立管流向振动更早出现锁定现象,因此当折合速度较低时,立管流向振动的涡激振动响应要大于横向振动。立管张力均存在两个峰值频率,其中一个峰值频率为主导频率,与拖曳力主导频率吻合,由流向涡激振动所产生;另一个峰值频率为主导频率的一半,与升力主导频率吻合,由横向涡激振动所产生。因此可以看出:横向涡激振动与流向涡激振动通过张力作用而相互影响。与光滑立管相比,表面粗糙度降低了立管的涡激振动位移响应,减小了涡激振动的锁定区域,但提高了漩涡泄放频率。对于不同粗糙度下的粗糙立管,随着粗糙度的增加,立管的锁定区域开始点逐渐提前,锁定结束点逐渐推迟,锁定区域逐渐变宽。