复合材料立管涡激振动数值计算

发布时间：2018-01-03 00:04

  本文关键词：复合材料立管涡激振动数值计算　出处：《上海交通大学学报》2017年04期 　论文类型：期刊论文

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【摘要】：基于尺度自适应模拟(SAS)和计算结构力学(CSD),对复合材料海洋热塑性增强立管(Reinforced Thermoplastic Pipe,RTP)涡激振动响应进行数值计算.数值计算了聚氯乙烯(PVC)立管涡激振动响应和复合材料层合板模态,并与实验数据对比,验证了文中双向流固耦合方法和复合材料建模的准确性.并且,分别计算了不同条件下的RTP立管和相同尺寸的钢制立管的涡激振动响应.计算结果表明:来流速度为0.1m/s时,RTP立管都发生了频率锁定现象;RTP立管的来流向振动响应和横向振动响应同样重要,不可忽略;来流向振动响应及流场三维效应导致立管中部区域振动响应的轨迹比较杂乱;来流速度为0.2m/s时,相同尺寸的钢制立管的来流向和横向振幅比RTP立管的小,且钢制立管主要是低阶模态振动;铰-铰约束情况下的RTP立管的振幅相比固定-固定约束情况下的整体上稍大,且主要是2、3阶振型运动.
[Abstract]:Scale based adaptive simulation (SAS) and computational structural mechanics (CSD). Reinforced Thermoplastic Pipe for composite marine thermoplastic reinforced risers. The vortex-induced vibration response of PVC / PVC riser and the modal of composite laminated plate were numerically calculated and compared with the experimental data. The accuracy of bidirectional fluid-solid coupling method and composite material modeling is verified. The vortex-induced vibration responses of RTP risers and steel risers of the same size are calculated under different conditions. The results show that the frequency locking phenomenon occurs when the flow velocity is 0.1 m / s. The vibration response of RTP riser is as important as the lateral vibration response, so it can not be ignored. The vibration response to flow direction and the three-dimensional effect of flow field lead to the chaotic trajectory of the vibration response in the middle of the riser. When the flow velocity is 0.2 m / s, the coming direction and transverse amplitude of the steel riser of the same size are smaller than that of the RTP riser, and the steel riser is mainly of low-order mode vibration. The amplitude of RTP riser with hinge-hinge constraint is slightly larger than that with fixed and fixed constraints, and the vibration is mainly 2nth order mode motion.
【作者单位】： 南京理工大学发射动力学研究所;航天晨光股份有限公司;
【基金】：国防基础科研项目(B2620132013,A2620133008) 国家自然科学基金项目(11472135)资助
【分类号】：P75
【正文快照】： 海洋热塑性增强立管(RTP)是一种完全非金属的复合材料立管,具有可盘卷(数百米1卷)、海陆施工快捷、质量轻、耐疲劳、保温性能好,以及高耐腐蚀等性能[1-2].使用复合立管可以减小海洋平台的体积,减少海洋平台锚张力、立管顶张力,显著降低开采成本.同时,使用复合材料立管操作成本

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本文编号：1371495