考慮流固耦合時(shí)的海底管道懸跨段非線性動力分析.pdf

1、本文以海底管線的渦激振動為研究對象，介紹了管跨段的形成原因，闡述了渦激振動的產(chǎn)生機(jī)理、特點(diǎn)。本文進(jìn)行了海底管線管跨段的物理模型試驗(yàn)，針對不同的管跨長度，管內(nèi)有無內(nèi)流流動，波、流共同作用等不同的工況，進(jìn)行了管跨段動力響應(yīng)研究。通過對多組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的分析，得出：管內(nèi)流體作用將對管跨段振動頻率產(chǎn)生一定影響；海流渦激作用下，管跨段橫向振動響應(yīng)幅值要大于順向相應(yīng)幅值，但有波浪作用伴隨時(shí)此種情況有時(shí)會改變；管跨長度的變化對管線響應(yīng)影響較大，跨長應(yīng)盡力

2、避開使管線出現(xiàn)共振的長度。 在分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果的基礎(chǔ)上，提出了考慮流固耦合時(shí)非線性的渦激升力表達(dá)式，建立了考慮流固耦合時(shí)海底管線的動力方程及其時(shí)程分析方法。以實(shí)驗(yàn)管道模型為算例，用有限元方法計(jì)算了考慮流固耦合與未考慮流固耦合時(shí)管道的動力響應(yīng)，并比較了兩者的差異。算例表明：在外流場流速較大的條件下，不考慮流固耦合時(shí)的計(jì)算結(jié)果明顯小于考慮流固耦合時(shí)的計(jì)算結(jié)果，因此，偏于不安全。分析認(rèn)為，在極端海況條件下，考慮流固耦合的分析方法更符合實(shí)際