深海顶张力立管参激—涡激耦合动力响应分析

发布时间：2022-01-12 06:44

　　深海立管是深海油气资源勘探开发的关键设施,所处的服役环境复杂。本文考虑深海立管顶部浮体运动及涡激振动的耦合作用,研究立管的动力响应。本文提出了两种立管模型:两端铰支,轴力定常的理论分析模型和考虑张紧环运动及轴力随水深变化的实际立管结构模型。对这两种立管模型进行固有振动特性分析,确定其振动频率及模态;提出了考虑浮体升沉运动影响的立管参激-涡激耦合振动分析模型,研究参数激励下立管发生参激共振的条件,并分析阻尼对立管参激不稳定区的影响;利用数值计算的方法,分别计算立管单纯涡激振动和参激-涡激耦合振动情况下的动力响应,应用结构的S-N曲线及Miner损伤理论计算立管的疲劳损伤,研究不同海洋环境参数及立管结构参数对于立管动力响应及疲劳损伤的影响。研究表明,考虑张紧环运动及轴力随水深的变化,立管的横向振动频率小于理论模型的振动频率;对于立管系统的参激不稳定性,当平台的升沉频率接近或者等于立管横向振动频率2倍时发生一阶参激共振,这部分参激不稳定区是立管参激振动最重要的部分;考虑立管上部浮体运动导致的参数激励影响,立管的横向振动响应增大、疲劳损伤增大,研究结果表明立管设计时要充分考虑参激振动和涡激振动... 

【文章来源】：天津大学天津市 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：106 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

深海石油开发上部浮体结构形式

立管结构形式

(a)顶张力立管 (b)钢悬链线立管(c)自由站立式 (d)柔性立管图 1-2 立管结构形式本文研究对象为深海顶张力立管(TTRs)，其主要结构如图 1-3 所示，

【参考文献】：
期刊论文
[1]深水立管涡激振动非线性响应及疲劳分析[J]. 毛国栋,赵英轩,戴西行.  中国水运(下半月). 2010(05)
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[3]海洋立管涡激振动的研究现状、热点与展望[J]. 黄旭东,张海,王雪松.  海洋学研究. 2009(04)
[4]参数激励下深海立管动力特性研究[J]. 杨和振,李华军.  振动与冲击. 2009(09)
[5]深水立管安装技术进展[J]. 王懿,段梦兰,李丽娜,何宁,王辉.  石油矿场机械. 2009(06)
[6]海洋立管涡激振动计算方法进展[J]. 秦延龙,王世澎.  中国海洋平台. 2008(04)
[7]均匀平面剪切流作用下圆柱体的涡激振动[J]. 黄智勇,崔维成,黄小平.  哈尔滨工程大学学报. 2007(12)
[8]深水立管的若干结构力学研究进展[J]. 陈云水,王德禹.  中国海洋平台. 2007(05)
[9]一种基于ANSYS和FLUENT的海洋立管的涡激响应分析方法[J]. 任大朋,黄一,刘刚.  中国海洋平台. 2007(04)
[10]细长海洋立管涡激振动预报模型(英文)[J]. 潘志远,崔维成,缪泉明.  船舶力学. 2006(03)

博士论文
[1]考虑顺流向振动的深水顶张力立管涡激振动分析[D]. 唐世振.中国海洋大学 2010
[2]柔性立管涡激振动时域响应分析[D]. 黄智勇.上海交通大学 2008
[3]隔水管涡激动力响应及疲劳损伤可靠性分析[D]. 林海花.大连理工大学 2008
[4]深海立管涡激振动疲劳损伤预报方法研究[D]. 王一飞.上海交通大学 2008

硕士论文
[1]深水顶张式立管的非线性动力分析及浪致疲劳研究[D]. 孙传栋.中国海洋大学 2009
[2]基于频域法的深水顶张式立管（TTR）涡激振动（VIV）与疲劳研究[D]. 玄金.中国海洋大学 2009



本文编号：3584304