振动与冲击

作者：吴天昊?,,?，?付世晓?,,?，?任桐鑫,?何玥

单位：1 上海交通大学海洋工程国家重点实验室，上海 2002402 高新船舶与深海开发装备协同创新中心，上海 2002403 上海交通大学船舶海洋与建筑工程学院，上海 200240

关键词：涡激振动 输液立管 内流作用 平台运动 振荡来流

大管径悬垂输液立管因其经济性被广泛应用在深海油气开发中。输液立管在顶端平台运动和内流共同作用下，在顺流向（IL向）会产生动力响应，并与周围流体间形成相对振荡来流。这种相对振荡来流极有可能诱发输液立管产生横流向（CF向）的涡激振动（Vortex-induced Vibration, VIV）。为了研究输液立管在平台运动和内流联合作用下输液立管涡激振动响应特性，开展了大尺度输液立管模型试验，试验中利用光纤光栅应变传感器测量立管模型表面若干位置CF方向和IL向的时历应变。进而采用小波分析、模态分析等方法处理、分析试验数据。本文通过试验和数值模拟的方法，分析了IL向应变、流速、KC数、泻涡频率等分布规律。着重研究内流流速作用对于输液立管涡激振动响应特性的影响。结果表明：大管径输液立管在振荡流场和内流共同作用下，可以产生涡激振动。本试验内流速度区间下，内流作用对于输液立管固有频率，KC数和泻涡频率幅值分布，以及涡激振动影响不大。顶部平台运动诱发的涡激振动具有不稳定性。<br> <br>

来源：2018年第17期

《振动与冲击》期刊编辑部

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