平台运动与管内流动联合作用下悬垂立管动力响应特性研究

作     者：吴天昊 付世晓 任桐鑫 何玥 WU Tianhao;FU Shixiao;REN Tongxin;HE Yue

作者机构：上海交通大学海洋工程国家重点实验室上海200240 高新船舶与深海开发装备协同创新中心上海200240 上海交通大学船舶海洋与建筑工程学院上海200240 

出 版 物：《振动与冲击》 (Journal of Vibration and Shock)

年 卷 期：2018年第37卷第17期

页      面：32-40,47页

核心收录：

学科分类：1002[医学-临床医学] 08[工学] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 0802[工学-机械工程] 0814[工学-土木工程] 0801[工学-力学（可授工学、理学学位）] 0702[理学-物理学] 

基　　金：中国国家自然科学基金的支持(51490674) 

主　　题：涡激振动 悬垂立管 内流作用 平台运动 振荡来流 

摘      要：悬垂立管因其经济性被广泛应用在深海油气开发中。悬垂立管在顶端平台运动和内流共同作用下,在顺流向(IL向)会产生动力响应,并与周围流体间形成相对振荡来流。这种相对振荡来流极有可能诱发悬垂立管产生横流向(CF向)的涡激振动(Vortex-induced Vibration,VIV)。为了研究悬垂立管在平台运动和内流联合作用下悬垂立管涡激振动响应特性,开展了悬垂立管模型试验。通过试验和数值模拟的方法,分析了IL向应变、流速、KC数、泻涡频率等分布规律。结果表明:大管径悬垂立管在振荡流场和内流共同作用下,可以产生涡激振动。该试验内流速度区间下,内流作用对于悬垂立管固有频率,KC数和泻涡频率幅值分布,以及涡激振动影响不大。顶部平台运动诱发的涡激振动具有不稳定性。