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Coupled Cross-Flow/in-Line Vortex-Induced Vibration Responses of a Catenary-Type Riser Subjected to Uniform Flows

Journal of Ocean University of China 2024年第5期23卷 1202-1212页

作者： LI Xiaomin CAO Xi LI Fuheng YANG Zhiwen College of Engineering Ocean University of ChinaQingdao 266404China College of Hydrodynamic Engineering Tianjin Research Institute for Water Transport EngineeringM.O.TTianjin 300456China

A three-dimensional numerical scheme was developed to investigate the vortex-induced vibration(VIV)of a catenary-type riser(CTR)in the in-line(IL)and cross-flow(CF)*** using the vector form intrinsic finite element method,the CTR was discretized into a finite number of spatial particles whose motions satisfy Newton’s second *** Van der Pol oscillator was used to simulate the effect of vortex *** coupling equations of structural vibration and wake oscillator were solved using an explicit central differential *** numerical model was verified with the published *** VIV characteristics of the CTR subjected to uniform flows,including displacement,frequency,standing wave,traveling wave,motion trajectory,and energy transfer,were studied *** numerical results revealed that the multimode property occurs in the CF-and IL-direction VIV responses of the *** increase in the flow velocity has slight effects on the maximum VIV *** to structural nonlin-earity,the double-frequency relationship in the CF and IL directions is rarely ***,the vibration trajectories display the shape of an inclined elliptical ***,the negative energy region is inconspicuous under the excitation of the uniform flow.

关键词： vortex-induced vibration vector form intrinsic finite element catenary-type riser wake oscillator equation

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