深海立管内孤立波作用的动力特性及动力响应研究

发布时间：2021-09-16 21:10

　　近年来，内波造成海洋工程结构物的破坏屡见报道，对于海洋油气开采中必不可少而又贯通水深的立管而言，内波经过时势必会对其产生重大影响。内波是以怎样的形式作用在细长的海洋立管上，立管在其作用下动力特性如何，当海洋内波与其他海洋环境荷载共同作用时，立管又会呈现怎样的动力响应，这些问题是当前海洋工程学术界和工业界共同面临的挑战。本文试图用实验和数值模拟两种方法探讨内波对圆柱体的作用力，再将此作用力施加在海洋工程中常用的两种立管（顶部施加张力的顶张力立管和自由悬挂的钢悬链线立管）上，用数值方法计算分析其动力特性，最后研究海洋内波与表面波和顶部浮式结构共同作用时海洋立管的动力响应。首先在内波水槽中进行小段竖直圆柱体上内孤立波作用力实验，采用染色摄影技术以及PIV示踪粒子技术获得内孤立波波形和流场时空特征，利用测力系统测量处于不同深度的小段圆柱体作用力，以此为基础，确定内孤立波对长圆柱体作用力沿深度的分布情况。同时探讨内孤立波振幅、圆柱体直径和圆柱体所在深度对作用力大小的影响。其次，采用KdV方程或mKdV方程模拟内孤立波波形、波致水质点速度和加速度，再结合Morison公式建立内孤立波作用力模型，将... 

【文章来源】：中国海洋大学山东省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：151 页

【学位级别】：博士

【部分图文】：

各种形式的海洋平台海洋立管用于连接海上平台和海底井口，是深海油气资源开发必需构件，承

不同形式的海洋立管立管在位运行期间，内部一般有高温、高压的油或气流过，顶部遭受与之相

南海内波活动分布图

【参考文献】：
期刊论文
[1]内孤立波与潜艇相互作用的水动力学特性[J]. 关晖,魏岗,杜辉.  解放军理工大学学报(自然科学版). 2012(05)
[2]深海石油工程装备技术发展现状及展望[J]. 孙巍.  中外能源. 2012(09)
[3]半潜式海洋平台的周期内波载荷分析[J]. 袁玉堂,牟永春,李冰.  船海工程. 2012(04)
[4]内孤立波与非均匀海流共同作用下顶张立管动力特性[J]. 蒋武杰,林忠义,尤云祥,李巍,曲衍,肖越,范模.  水动力学研究与进展A辑. 2012(04)
[5]Depression and elevation internal solitary waves in a two-layer fluid and their forces on cylindrical piles[J]. 徐振华,尹宝树,杨红卫,齐继峰.  Chinese Journal of Oceanology and Limnology. 2012(04)
[6]内孤立波与深海立管相互作用数值模拟[J]. 刘碧涛,李巍,尤云祥,曲衍,范模.  海洋工程. 2011(04)
[7]考虑内流和海床作用的柔性立管和钢悬链线立管非线性分析(英文)[J]. 陈海飞,徐思朋,郭海燕.  Journal of Marine Science and Application. 2011(02)
[8]深水钢悬链线立管非线性有限元静力分析[J]. 白兴兰,黄维平.  工程力学. 2011(04)
[9]周期性内波与潜体相互作用的试验研究[J]. 徐小辉,胡天群,魏岗,尤云祥,黄文昊.  水动力学研究与进展A辑. 2011(02)
[10]钢悬链线的涡激振动分析(英文)[J]. 饶志标,付世晓,杨建民.  船舶力学. 2011(03)

博士论文
[1]顶张力立管动力响应数值模拟及其疲劳寿命预测[D]. 李效民.中国海洋大学 2010
[2]分层流体中内波对物体的作用力[D]. 陈旭.中国海洋大学 2006

硕士论文
[1]分层流体中Rankine卵形体生成的内波[D]. 周喜武.中国海洋大学 2003



本文编号：3397302