海洋立管流固耦合動(dòng)力特性分析.pdf

1、隨著海洋油氣開(kāi)發(fā)從淺海向深海轉(zhuǎn)變，海洋立管的安全問(wèn)題日益突出，極大地制約了深海油氣開(kāi)發(fā)工作的進(jìn)一步發(fā)展。處在復(fù)雜深海環(huán)境中的立管，受到波浪、海流和風(fēng)等環(huán)境載荷的作用。當(dāng)這些外激勵(lì)力頻率和立管固有頻率接近時(shí)，立管會(huì)發(fā)生耦合共振，共振會(huì)加劇立管的疲勞破壞，致使立管失效。立管一旦發(fā)生損壞，不僅會(huì)造成嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失，還可能由于管道中油氣泄露引起其他次生災(zāi)難。因此，必須加快對(duì)海洋立管動(dòng)力特性及振動(dòng)等方面的研究，以便更好的為我國(guó)深海油氣開(kāi)發(fā)提供技術(shù)

2、保障。
　　 利用輸流管道流固耦合振動(dòng)的研究方法，對(duì)波流聯(lián)合作用下的海洋立管進(jìn)行動(dòng)力特性分析。根據(jù)Hamilton能量原理推導(dǎo)出立管耦合振動(dòng)方程，通過(guò)Hermit插值函數(shù)法對(duì)偏微分方程進(jìn)行離散，并采用MATLAB軟件編制程序求解振動(dòng)方程，得到立管的自振頻率。基于CFD數(shù)值模擬技術(shù)，對(duì)海洋立管流固耦合振動(dòng)進(jìn)行了數(shù)值模擬。運(yùn)用ANSYS-CFX分析立管耦合振動(dòng)的動(dòng)力特性，得到了立管前六階模態(tài)振型和固有頻率。將數(shù)值模擬得到的固有頻率與