基于缓波布置构型的深水立管动力优化机理研究

发布时间：2021-03-25 18:09

　　缓波型立管可以有效降低深水立管的顶端张力,缓解浮式结构运动对立管触地区的耦合作用,从而提高立管触地区的疲劳寿命。通过改进细长杆理论模型以及浮力段等效优化,提出基于多重波形串联布置的深水缓波型立管构型（简称多重缓波型立管）,通过对比不同浮式结构垂荡激振以及海流作用下悬链线立管、缓波型立管以及多重缓波型立管的动力响应特征和运动传递路径,探究缓波布置构型对深水立管动力响应的影响规律和对立管触地区运动的解耦机理。结果表明:基于缓波布置构型的深水立管通过构建缓波构型可以大大降低立管触地区的法向运动响应,进而优化该区域的动态曲率及抗疲劳性能;相比于缓波型立管,多重缓波型立管在动态轴力及动态曲率等方面没有显著优势,但在触地区曲率幅值响应上具有一定竞争力。 

【文章来源】：海洋工程. 2020,38(03)北大核心CSCD

【文章页数】：13 页

【部分图文】：

深水缓波型立管布置构型[3]

其中，ρo和ρi分别为海水密度和内流密度;Ao和Ai为立管外部和内部横截面面积，At=Ao-Ai为立管横截面面积;po和pi分别为静水外压力和静水内压力;Do为立管外径;g为重力加速度;Ca,Cat,Cd和Cdt分别为法向和切向附加质量系数、法向和切向拖曳力系数;af和vf分别为水质点加速度和速度矢量;ey为y方向单元矩阵;T和N为转化矩阵，I为单位矩阵，转化矩阵T和N分别表述为:图2 细长杆坐标系示意

细长杆坐标系示意

【参考文献】：
期刊论文
[1]非线性海床土深水缓波型立管动力响应分析[J]. 王孟义,白兴兰,谢永和.  海洋工程. 2018(05)
[2]海流作用下的深水懒波型立管形态研究[J]. 王金龙,段梦兰,田凯.  应用数学和力学. 2014(09)
[3]深水柔性立管的缓波型布置及参数敏感性分析[J]. 孙丽萍,周佳,王佳琦.  中国海洋平台. 2011(03)

博士论文
[1]深水立管非线性静力/动力响应数值研究及铺管安全评估[D]. 阮伟东.浙江大学 2017



本文编号：3100082