考慮流固耦合時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)生機理、特點。本文進行了海底管線管跨段的物理模型試驗，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，進行了管跨段動力響應研究。通過對多組實驗數(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幅值要大于順向相應幅值，但有波浪作用伴隨時此種情況有時會改變；管跨長度的變化對管線響應影響較大，跨長應盡力

2、避開使管線出現(xiàn)共振的長度。 在分析實驗結(jié)果的基礎上，提出了考慮流固耦合時非線性的渦激升力表達式，建立了考慮流固耦合時海底管線的動力方程及其時程分析方法。以實驗管道模型為算例，用有限元方法計算了考慮流固耦合與未考慮流固耦合時管道的動力響應，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，不考慮流固耦合時的計算結(jié)果明顯小于考慮流固耦合時的計算結(jié)果，因此，偏于不安全。分析認為，在極端海況條件下，考慮流固耦合的分析方法更符合實際