深水立管束渦激振動分析和數(shù)值模擬.pdf

1、在今天的海洋石油開采中，出于經濟和靈活性的考慮，經常會一個平臺連接多個管線，例如頂張式立管，致使在立管、錨鏈、補給線以及平臺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候。由立管碰撞引起的損傷可能會降低立管的使用壽命，甚至會危及平臺的安全。如何在有限的平臺面積上盡可能多的增加立管，同時避免立管間的相互碰撞和過度的渦激運動，因此對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]，對立管會有周期性的脈動作用[2]，從而導致渦激振動，其將會影響立管的壽命，嚴重情況下還會造成生產破壞，危及平臺的正常工作。關于渦激振動引發(fā)的海洋立管疲勞破壞不僅受到了眾多學者的關注[3-5]。目前在此方面的研究和分析主要運用物理模型實驗和數(shù)值模擬，模型實驗需要大量的時間以及人力物力，存在很多的難題。本文運用有限元計算軟件ansysll進行數(shù)值仿真對單立管與多立管的渦激振動現(xiàn)象進行了綜合分析研究。
　　 本文共分

3、為3個部分，首先在總結前人的基礎上[6-11]，采用計算流體力學軟件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問題，對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)的問題，得出了可靠的結論，驗證了數(shù)值方法的正確性。其次，研究了3維剛性雙立管的繞流問題，與2維數(shù)值模擬做比較，更加的符合真實的工況，接近現(xiàn)實問題，得出的結果和分析的結論，更好的指導實際問題。最后是本文的主要側重點，即對3維柔性多立管進行數(shù)值模擬