剪切流下发生涡激振动的柔性立管阻力特性研究

发布时间：2017-12-27 03:36

  本文关键词：剪切流下发生涡激振动的柔性立管阻力特性研究　出处：《力学学报》2016年02期 　论文类型：期刊论文

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【摘要】：利用缩尺模型试验的方法研究了线性剪切流下涡激振动发生时柔性立管的阻力特性.文中基于光纤光栅应变传感器测得的模型应变信息,采用梁复杂弯曲理论计算了立管的平均阻力,继而分析了阻力系数沿管长方向和雷诺数的分布特性以及涡激振动对阻力系数的放大效应,并提出了用于估算柔性立管发生涡激振动时阻力系数的经验公式.结果表明:涡激振动对阻力系数有放大效应,使得立管局部阻力系数高达3.2;平均阻力系数在1.0×10~4到1.2×10~5的雷诺数区间内的值为1.3～2.0,并随雷诺数的增大而减小.本文提出的经验公式可准确估算高雷诺数下涡激振动发生时柔性立管的阻力系数,此经验公式考虑了流速、涡激振动主导模态以及主导频率对阻力系数的影响.
[Abstract]:Study on the resistance characteristics of the linear shear flow occurs when the vortex induced vibration of flexible riser using the method of scale model test. The strain information model of fiber grating strain sensor based on the measured in this paper, the average drag riser was calculated by beam bending theory, then analyzes the amplification effect of distribution characteristics along the length direction and resistance coefficient the Reynolds number and the vortex induced vibration on the resistance coefficient, and puts forward the empirical formula for estimating the flexible riser vortex induced vibration resistance coefficient. The results show that the vortex induced vibration amplification effect on the drag coefficient, the riser local resistance coefficient is up to 3.2; the average drag coefficient of 1.2 x 10~5 Reynolds number the interval value to 1.3 ~ 2 in the 1 x 10~4, and with the increase of Reynolds number decreases. The empirical formula proposed in this paper can accurately estimate the resistance of vortex induced vibration of high Reynolds number occurs when the flexible riser The coefficient, the empirical formula takes into account the influence of the flow velocity, the leading mode of the vortex excited vibration and the dominant frequency on the drag coefficient.
【作者单位】： 上海交通大学海洋工程国家重点实验室;高新船舶与深海开发装备协同创新中心;海军装备研究院;中国船舶及海洋工程设计研究院;
【基金】：国家自然科学基金资助项目(51239007,51279101,51490674,51490675)
【分类号】：P756.2
【正文快照】： 2)付世晓,研究员,博士生导师,主要研究方向:立管涡激振动.E-mail:shixiao.fu@sjtu.edu.cn引用格式:宋磊建,付世晓,于大鹏,任铁,张萌萌.剪切流下发生涡激振动的柔性立管阻力特性研究.力学学报,2016,48(2):300-306Song Leijian,Fu Shixiao,Yu Dapeng,Ren Tie,Zhang Mengmeng.Inv

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本文编号：1340115