深水多跨管道VIV疲劳评估

发布时间：2022-11-05 14:04

　　海底管道是海上油气生产系统的生命线,其形成的悬跨在海流环境中易发生涡激振动（Vortex Induced Vibration,简称VIV）,悬跨的涡激振动是管道疲劳破坏的主要原因。长期以来海底管道涡激振动的研究针对单跨管道的比较多,而实际上在地形复杂的海底,多跨管道是很常见的。与单跨管道相比,多跨管道的振动响应更复杂。若将多跨段管道简单的分成若干单跨管道进行涡激振动响应分析,势必造成很大的计算误差。本文的主要目的便是对多跨管道VIV响应及VIV疲劳评估方法进行计算研究。 本文以海底管道多跨段为研究对象,分析了多跨管道涡激振动的特点,采用了两种多跨管道涡激振动响应计算的方法,一种方法是基于DNV响应模型,结合ABAQUS有限元软件对多跨管道的模态分析,编程计算多跨管道涡激振动响应；另一种方法是采用升力系数经验模型,基于能量守恒原理进行频域多跨管道涡激振动响应幅值预报。最后通过实例计算发现这两种方法得到的结果比较一致,证明了上述两种方法的可靠性。 本文根据Miner线性疲劳损伤累积理论,利用S-N曲线法计算多跨管道涡激振动疲劳寿命。同时通过算例分析了跨肩长度、相邻跨间长度、海土... 

【文章页数】：70 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

漩涡泄放现象的漩涡发展阶段当雷诺数Re

圆柱体的strouhal数与雷诺数Re之间的关系图

悬跨跨肩示意图

【参考文献】：
期刊论文
[1]海底油气管道的泄漏及预防[J]. 赵华,宫本涛,韩宇辉.  油气田环境保护. 2009(02)
[2]ABAQUS在深水顶张力生产立管模态分析中的应用[J]. 孙传栋,黄维平,曹静.  中国水运(下半月). 2009(02)
[3]海底管道疲劳寿命预报方法[J]. 傅明炀,余建星,高喜峰.  海洋技术. 2008(03)
[4]线弹性土壤中埋设悬跨管道的弯曲和振动特性[J]. 邢静忠,柳春图.  海洋工程. 2008(02)
[5]基于管土耦合模型的海底管道管跨涡激振动分析[J]. 时米波,陈国明,孙友义.  石油矿场机械. 2007(10)
[6]海底管跨涡激振动疲劳可靠性研究[J]. 余建星,王磊,侯国华.  油气储运. 2004(07)
[7]海底悬跨管道动力响应的试验研究和数值模拟[J]. 李昕,刘亚坤,周晶,马恒春.  工程力学. 2003(02)
[8]海底管道在水流作用时诱发的振动效应[J]. 马良.  中国海洋平台. 2000(02)
[9]海底管线上波浪力的大涡模拟及三步有限元数值模拟[J]. 李玉成,陈兵,赖国璋.  海洋学报(中文版). 1999(06)
[10]确定海底埋设输油管线允限冲刷长度的一种实用方法[J]. 王维.  西南石油学院学报. 1996(03)

博士论文
[1]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
[2]海洋工程中小尺度物体的相关水动力数值计算[D]. 吕林.大连理工大学 2006

硕士论文
[1]圆柱体的涡激升力研究及其动力响应分析[D]. 蔡洪滨.中国海洋大学 2006



本文编号：3702743

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