深水立管束渦激振動(dòng)分析和數(shù)值模擬.pdf

1、在今天的海洋石油開(kāi)采中，出于經(jīng)濟(jì)和靈活性的考慮，經(jīng)常會(huì)一個(gè)平臺(tái)連接多個(gè)管線，例如頂張式立管，致使在立管、錨鏈、補(bǔ)給線以及平臺(tái)間形成相互的耦合作用，互相影響，特別是在有限的面積上有很多的立管的時(shí)候。由立管碰撞引起的損傷可能會(huì)降低立管的使用壽命，甚至?xí)＜捌脚_(tái)的安全。如何在有限的平臺(tái)面積上盡可能多的增加立管，同時(shí)避免立管間的相互碰撞和過(guò)度的渦激運(yùn)動(dòng)，因此對(duì)多立管之間相互影響的研究具有重要意義。
　　 海洋立管在海流作用下，出現(xiàn)有規(guī)律

2、的漩渦脫落[1]，對(duì)立管會(huì)有周期性的脈動(dòng)作用[2]，從而導(dǎo)致渦激振動(dòng)，其將會(huì)影響立管的壽命，嚴(yán)重情況下還會(huì)造成生產(chǎn)破壞，危及平臺(tái)的正常工作。關(guān)于渦激振動(dòng)引發(fā)的海洋立管疲勞破壞不僅受到了眾多學(xué)者的關(guān)注[3-5]。目前在此方面的研究和分析主要運(yùn)用物理模型實(shí)驗(yàn)和數(shù)值模擬，模型實(shí)驗(yàn)需要大量的時(shí)間以及人力物力，存在很多的難題。本文運(yùn)用有限元計(jì)算軟件ansysll進(jìn)行數(shù)值仿真對(duì)單立管與多立管的渦激振動(dòng)現(xiàn)象進(jìn)行了綜合分析研究。
　　 本文共分

3、為3個(gè)部分，首先在總結(jié)前人的基礎(chǔ)上[6-11]，采用計(jì)算流體力學(xué)軟件cfx研究了2維情況下，單立管和不同中心距下橫流向雙立管的渦激振動(dòng)問(wèn)題，對(duì)比分析了升力和橫向拖曳力的變化情況，以及周期相位等出現(xiàn)的問(wèn)題，得出了可靠的結(jié)論，驗(yàn)證了數(shù)值方法的正確性。其次，研究了3維剛性雙立管的繞流問(wèn)題，與2維數(shù)值模擬做比較，更加的符合真實(shí)的工況，接近現(xiàn)實(shí)問(wèn)題，得出的結(jié)果和分析的結(jié)論，更好的指導(dǎo)實(shí)際問(wèn)題。最后是本文的主要側(cè)重點(diǎn)，即對(duì)3維柔性多立管進(jìn)行數(shù)值模擬