大长细比柔性立管涡激振动数值模拟

发布时间：2018-08-20 18:41

【摘要】：近年来,随着油气开发逐步向深海发展,立管的长细比可以达到1 000甚至更高.大长细比的立管的振动形态与短的刚性圆柱的振动具有较大的差异,这使得对大长细比立管涡激振动预测的需求较为迫切.文中基于切片理论,通过使用径向基函数法作为OpenFOAM中的动网格策略,模拟了长细比为1 000的柔性立管在横流向和顺流向的振动,其顺流向最大时均偏移量达8个立管直径.数值模拟重现了高阶主控模态及主控模态的频繁变换等大长细比柔性立管的涡激振动特性;文中还将所得结果与长细比为500,750的结果进行了比较,就长细比对立管涡激振动的影响进行了分析.
[Abstract]:In recent years, with the development of oil and gas development to the deep sea, the aspect ratio of riser can reach 1 000 or higher. The vibration patterns of risers with large slenderness ratio are different from those of short rigid cylinders, which makes the prediction of vortex-induced vibration of risers with large slenderness ratio more urgent. Based on slice theory, the radial basis function method is used as the dynamic mesh strategy in OpenFOAM. The vibration of flexible riser with a aspect ratio of 1 000 is simulated in the transverse flow direction and the forward flow direction. The average deviation of the riser reaches 8 riser diameters when the flow direction is maximum. Numerical simulation reproduces the vortex-induced vibration characteristics of flexible risers with large slenderness ratio, such as the frequent transformation of high-order main control modes and master-controlled modes, and compares the obtained results with the results with a slenderness ratio of 500750. The effect of the aspect ratio on the vortex-induced vibration of the tube is analyzed.
【作者单位】： 上海交通大学船舶海洋与建筑工程学院海洋工程国家重点实验室;高新船舶与深海开发装备协同创新中心;
【基金】：国家自然科学基金资助项目(51379125,51490675,11432009,51579145) 长江学者奖励计划(T2014099) 上海高校东方学者特聘教授岗位跟踪计划(2013022) 上海市优秀学术带头人计划(17XD1402300) 上海市船舶工程重点实验室基金(K2015-11) 工信部数值水池创新专项VIV/VIM项目(2016-23/09)
【分类号】：TE95

【相似文献】

相关期刊论文 前10条

1 贾旭;矫滨田;朱伟亮;;涡激振动抑制装置海上试验研究[J];中国海上油气;2012年05期

2 余建星;孙凡;傅明炀;杜尊峰;郭君;;海底管线涡激振动响应动力特性[J];天津大学学报;2009年01期

3 丁鹏;张敏;;对穿越黄河管道悬空段治理措施的分析[J];石油工程建设;2012年02期

4 杨启明;杨娥;;海底管跨涡激振动敏感性分析[J];油气储运;2013年01期

5 余建星;陈诚;赵冬岩;王猛;;深水管道涡激振动控制方法[J];油气储运;2007年04期

6 常向东;朱晨辉;;河流穿越管道冲管段涡激振动研究[J];管道技术与设备;2008年02期

7 余建星,王磊,侯国华;海底管跨涡激振动疲劳可靠性研究[J];油气储运;2004年07期

8 余志兵;何宁;高嵩;;深水油气田开发中的柔性立管系统[J];管道技术与设备;2014年02期

9 周巍伟;沙勇;曹静;;非粘接动态柔性立管干涉研究[J];海洋工程装备与技术;2014年01期

10 高红霞;赵志甲;吴忻生;刘屿;;基于内流动力学的海洋输油柔性立管鲁棒边界控制[J];控制理论与应用;2012年06期

相关会议论文 前5条

1 李小超;王永学;程永舟;孙鹰;;海底管跨涡激振动模型实验结果与数值预报的比较[A];第十六届中国海洋（岸）工程学术讨论会论文集（上册）[C];2013年

2 徐万海;曾晓辉;吴应湘;;平台运动对张力腿涡激振动的影响[A];中国造船工程学会2007年优秀学术论文集[C];2008年

3 代胡亮;王琳;钱勤;倪樵;;脉动内流作用下参数共振对管道涡激振动的影响[A];第十四届全国非线性振动暨第十一届全国非线性动力学和运动稳定性学术会议摘要集与会议议程[C];2013年

4 睢娟;王嘉松;许博涵;李崇;喻晨欣;;整流罩控制隔水管涡激振动的风洞试验研究[A];第十三届全国水动力学学术会议暨第二十六届全国水动力学研讨会论文集——D水动力学实验和测试技术[C];2014年

5 李彤;李鹏;张鸿凯;肖蕴;朱鹏;兰庆世;李岩;;柔性立管防弯器的设计[A];2010年度海洋工程学术会议论文集[C];2010年

相关博士学位论文 前2条

1 李保军;海洋管线涡激振动监测关键技术研究[D];西北工业大学;2015年

2 任少飞;非粘结柔性立管截面力学性能及典型失效特性研究[D];上海交通大学;2015年

相关硕士学位论文 前10条

1 韩冰;考虑振荡内流的细长柔性立管涡激振动数值模拟[D];天津大学;2016年

2 朱文波;海洋热塑性增强管涡激振动流固耦合分析[D];南京理工大学;2016年

3 杨家栋;粗糙圆柱体涡激振动响应数值模拟[D];西南石油大学;2017年

4 谭暖;圆柱体涡激振动响应特性尾流振子模型分析[D];西南石油大学;2017年

5 覃建新;附属圆柱对海洋立管涡激振动抑制效果研究[D];西南石油大学;2017年

6 盛磊祥;海洋管状结构涡激振动流体动力学分析[D];中国石油大学;2008年

7 顾恩凯;考虑流固耦合的大位移柔性立管涡激振动研究[D];中国海洋大学;2012年

8 杨婵;深水柔性立管抗疲劳设计关键力学问题研究[D];大连理工大学;2015年

9 饶靖;非粘合柔性立管整体分析及端部效应数值模拟[D];大连理工大学;2016年

10 李博;海洋动态柔性立管附件设计与分析[D];大连理工大学;2011年

，

本文编号：2194628