管内流向对深海立管涡激振动的影响与机理研究

批准号:
41776105
项目类别:
面上项目
资助金额:
68.0 万元
负责人:
陈正寿
依托单位:
学科分类:
D0611.海洋工程与环境效应
结题年份:
2021
批准年份:
2017
项目状态:
已结题
项目参与者:
李健、李磊、赵春慧、魏东泽、谢应孝、张国辉、赵宗文、程枳宁、张莹莹
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中文摘要
在海洋立管设计领域,目前采用的设计标准大多未考虑管内流速和流向对立管动力特性的影响,甚至忽略内流引起的荷载,这与工程实际是不相符的。.本研究拟通过数值仿真与模型试验相结合的手段,将内流速和内流向作为影响弹/柔性海洋立管动力响应的重要因素,同时考虑剪切外流及多种管端约束条件的组合工况,开展弹性立管系统自激振动模式(即行波和驻波模式)、能量传递系数与对应区段泻涡发放形态关联性的分析;阐明不同流向内流诱发的附加荷载离心力、柯氏力、振动回复力与立管振动形态、顺/横流向最大应力出现位置的耦合规律;进而总结海洋立管结构瞬态振动能量传递系数沿立管的分布特征,以及管内流向对深海立管涡激振动形态的影响机理。为内、外流共同作用下,真实细长弹/柔性海洋立管的振动模式和振型预报提供理论依据和工程应用参考。
英文摘要
In the design of flexible marine risers, the effects of internal flow velocity and flow direction on the dynamic characteristics of flexible marine risers have rarely been taken into account, given the present design standards and rules. Sometimes, the loads due to it have also been neglected. It is inconsistent with the fact we encounter in engineering practice. .By means of numerical simulation and model test, the relevance investigation concerning the vibration mode conversion (travelling and standing wave modes), the energy transfer coefficient and the relative vortex shedding mode of self-excited riser vibration will be carried out. During this process, the ascending and descending internal flows will be regarded as critical dynamic load for flexible marine risers. In addition, various combinations of external sheared flows and several end-support conditions of pipe end have also been taken into account. Based on the preliminary analysis about the effect of additional load centrifugal force, Coriolis force and restoring force on different marine riser zones, the coupled rule about vibration mode conversion along flexible marine riser span may be obtained. Subsequently, the conclusion about the distribution characteristics of instantaneous vibration energy transfer coefficient along riser span, the effect and sensibility of internal flow velocity and direction on vortex-induced vibration relating to flexible marine risers might be drawn. The research work which takes the internal flow into account would be helpful to provide design reference and application guide for flexible marine riser systems in the area of vibration mode and pattern prediction.
在海洋立管设计领域,目前采用的设计标准大多未考虑管内流速和流向对立管动力特性的影响,甚至忽略内流引起的荷载,这与工程实际是不相符的。.本研究通过数值仿真与模型试验相结合的手段,将内流速和内流向作为影响弹/柔性海洋立管动力响应的重要因素,同时考虑剪切外流及多种管端约束条件的组合工况,开展弹性立管系统自激振动模式(即行波和驻波模式)、能量传递系数与对应区段泻涡发放形态关联性的分析;阐明不同流向内流诱发的附加荷载离心力、柯氏力、振动回复力与立管振动形态、顺/横流向最大应力出现位置的耦合规律;进而总结海洋立管结构瞬态振动能量传递系数沿立管的分布特征,以及管内流向对深海立管涡激振动形态的影响机理。.该研究相关成果,为内、外流共同作用下,真实细长弹/柔性海洋立管的振动模式和振型预报提供理论依据和工程应用参考。
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DOI:--
发表时间:--
期刊:海洋工程
影响因子:--
作者:陈正寿;鲍健
通讯作者:鲍健
DOI:--
发表时间:2021
期刊:爆炸与冲击
影响因子:--
作者:陈正寿;黄璐云;杜炳鑫;陈源捷;倪路新;姜华
通讯作者:姜华
DOI:--
发表时间:2019
期刊:船舶力学
影响因子:--
作者:李健;董刚;张辉;陈正寿;张建雷
通讯作者:张建雷
A Facile and Simple Method for Preparation of Novel High-Efficient Form-Stable Phase Change Materials Using Biomimetic-Synthetic Polydopamine Microspheres as a Matrix for Thermal Energy Storage
以仿生合成聚多巴胺微球作为热能储存基质制备新型高效形态稳定相变材料的简便易行方法
DOI:10.3390/polym11091503
发表时间:2019-09-01
期刊:POLYMERS
影响因子:5
作者:Gao, Junkai;Tang, Xi;Chen, Yan
通讯作者:Chen, Yan
DOI:10.13465/j.cnki.jvs.2017.11.038
发表时间:2017
期刊:振动与冲击
影响因子:--
作者:陈正寿;赵宗文;张国辉;郑武;颜盛汉
通讯作者:颜盛汉
船舶与海洋工程装备学术交流会
- 批准号:LS19D060001
- 项目类别:省市级项目
- 资助金额:0.0万元
- 批准年份:2018
- 负责人:陈正寿
- 依托单位:
轴流悬浮式潮流能水轮机系统的耦合动力响应及结构颤振机理研究
- 批准号:41476078
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:85.0万元
- 批准年份:2014
- 负责人:陈正寿
- 依托单位:
多海洋立管结构瞬态振动特性及管间耦合作用机制研究
- 批准号:41106077
- 项目类别:青年科学基金项目
- 资助金额:24.0万元
- 批准年份:2011
- 负责人:陈正寿
- 依托单位:
国内基金
海外基金
