基于頻域法的深水頂張式立管(TTR)渦激振動(dòng)(VIV)與疲勞研究.pdf

1、深水開發(fā)已成為目前海洋開發(fā)的必然趨勢(shì)，而海洋立管作為深水開發(fā)必不可少的關(guān)鍵設(shè)備，已經(jīng)越來越引起人們的重視。本文以1500米深水TTR為基礎(chǔ)，著重研究渦激振動(dòng)對(duì)深水TTR的影響?；陬l域分析方法，對(duì)TTR的渦激振動(dòng)動(dòng)力響應(yīng)及疲勞損傷分別進(jìn)行了計(jì)算。對(duì)于疲勞損傷，分別給出了短期流及長(zhǎng)期流作用下的結(jié)果。結(jié)果顯示，最大疲勞損傷在立管底部。并且在多模態(tài)的響應(yīng)分析中，可以看到，高階模態(tài)時(shí)立管的影響較大。 對(duì)于深水TTR渦激振動(dòng)所引起的疲勞損

2、傷做了更進(jìn)一步的分析。頂張力的增大，可以使立管疲勞損傷率有所減小。不同流場(chǎng)分布情況下，均勻流流場(chǎng)立管渦激振動(dòng)疲勞損傷率顯著小于剪切流流場(chǎng)情況。此外，對(duì)于分析參數(shù)，采用單變量升力系數(shù)模型時(shí)，疲勞分析結(jié)果偏于保守。約化速度雙帶寬的增大，TTR的最大疲勞損傷率也會(huì)相應(yīng)增大。另外，通過不同模型條件的比較，采用單模態(tài)分析時(shí)，帶有轉(zhuǎn)動(dòng)約束粱模型計(jì)算的最大疲勞損傷率隨頂張力的增大而增大，而兩端鉸支的梁模型則相反，最大疲勞損傷率隨頂張力的增大而減小。