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流场环境对柔性立管湿模态的影响

发布时间:2018-07-22 20:33
【摘要】:为了研究静水压力和瞬态流场载荷对三维柔性立管湿模态的影响,本文基于声-固耦合模型对考虑水介质、顶张力情况下的立管进行湿模态计算,并与理论计算结果以及实验数据对比,验证了该模型的准确性;采用不考虑流-固耦合的计算流体力学(computational fluid dynamics,CFD)方法和考虑流固双向耦合的计算流体力学/计算结构力学(computational fluid dynamics/computational structure dynamics,CFD/CSD)方法分别计算了立管的瞬态流场载荷,并与实验数据对比;将水深产生的静水压力和瞬态流场载荷分别加载到三维柔性立管表面进行静力学分析,计算其湿模态。计算结果表明:立管湿模态频率比干模态频率小很多,且随着顶张力增大而增大;静水压力和瞬态流场载荷都使得湿模态频率略微增加;静水压力和瞬态流场载荷对湿模态低阶振型影响较大,对高阶振型几乎没有影响。
[Abstract]:In order to study the influence of hydrostatic pressure and transient flow field load on the wet mode of three-dimensional flexible riser, the wet mode calculation of riser considering water medium and top tension is carried out based on the acoustic-solid coupling model. Compared with the theoretical results and experimental data, the accuracy of the model is verified. The transient flow field loads of risers are calculated by using the CFD method of computational fluid dynamics (computational fluid) without considering fluid-solid coupling and the method of computational fluid dynamics / computational structural mechanics (computational fluid dynamics/computational structure / (computational fluid dynamics/computational structure / CFD-C / CSD), which considers the two-way coupling of fluid and solid, respectively, and the results are compared with the experimental data. The hydrostatic pressure and transient flow field load generated by water depth are loaded on the surface of the three dimensional flexible riser respectively and the wet modes are calculated. The results show that the wet mode frequency of riser is much smaller than that of dry mode, and increases with the increase of top tension, and the wet mode frequency is slightly increased by hydrostatic pressure and transient flow field load. Hydrostatic pressure and transient flow field load have great influence on low order modes of wet mode, but have little effect on high order modes.
【作者单位】: 南京理工大学发射动力学研究所;
【基金】:国防基础科研项目(B2620132013,A2620133008) 国家自然科学基金项目(11472135)
【分类号】:TE973.92

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本文编号:2138489

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