羽翼形隔水管涡激振动抑制装置实验研究

发布时间：2021-11-13 07:53

　　基于鸟类翅膀尾缘锯齿外形的仿生学研究,提出了一种带有双羽翼形飘带结构的海洋钻井隔水管涡激振动抑制装置。对裸圆柱模型和带有不同尾缘外形、不同长度双飘带结构的圆柱模型进行水流模拟实验,应用粒子图像测速技术测量模型的尾迹流场,得到相应的尾迹流线图和涡量图。通过比较分析得:双飘带结构能有效减少水流中圆柱模型后方的旋涡,且飘带尾缘外形能影响圆柱周围的流场,尾缘锯齿形飘带可使旋涡的产生滞后。飘带长度为圆柱直径四倍左右时对旋涡的抑制效果较好。因此,羽翼形涡激振动抑制装置能有效抑制水下隔水管的涡激振动。 

【文章来源】：振动与冲击. 2020,39(09)北大核心EICSCD

【文章页数】：7 页

【部分图文】：

滑翔中的长耳鸮

本文针对隔水管等水下作业圆柱体涡激振动的特点,结合尾缘锯齿的流体动力学特性,在现有的具有双扰流板、柔性飘带、多孔外罩等结构的涡激振动抑制装置的研究基础上,设计了一种带有两个羽翼形飘带的涡激振动抑制装置[27],其结构如图2所示。羽翼形隔水管涡激振动抑制装置主要由衬套、方形孔罩、两个扰流板以及两个羽翼形飘带组成。其中两个相同的半圆衬套通过螺栓紧固在隔水管的一节浮力块上,两块相同的方形孔罩通过两根心轴连接,并套装于衬套外,两个扰流板均为一端通过上述心轴与方形孔罩相连,另一端装有羽翼形飘带。衬套为轻质合金材料,其他采用合成塑料或橡胶等。

VIV抑制装置工作示意简图

【参考文献】：
期刊论文
[1]带螺旋侧板立管两向涡激振动的试验研究[J]. 周阳,黄维平,杨斌,潘冲,宋泽坤.  振动与冲击. 2018(17)
[2]表面粗糙度对圆柱体涡激振动响应特性影响数值研究[J]. 高云,杨家栋,邹丽,宗智.  振动与冲击. 2018(09)
[3]大倾角附螺旋列板倾斜圆柱涡激振动抑制分析[J]. 徐万海,栾英森,余杨,覃雯琪.  工程力学. 2018(01)
[4]柔性分离盘抑制圆柱涡激振动的风洞试验[J]. 许博涵,王嘉松,梁盛平.  水动力学研究与进展（A辑）. 2017(04)
[5]锯齿尾缘叶片气动特性和绕流流场的数值研究[J]. 杨景茹,杨爱玲,陈二云,戴韧,黄月晴.  航空动力学报. 2017(04)
[6]覆盖多孔介质的圆柱尾迹实验研究[J]. 魏峥,夏超,袁海东,李启良,杨志刚.  空气动力学学报. 2017(02)
[7]海洋柔性结构涡激振动的流固耦合机理和响应[J]. 陈伟民,付一钦,郭双喜,姜春晖.  力学进展. 2017(00)
[8]南海超深水井钻井隔水管悬挂模式的环境适应性分析[J]. 盛磊祥,王荣耀,许亮斌,周建良,李迅科.  中国海上油气. 2016(04)
[9]深水隔水管横向振动力学分析[J]. 李子丰,王鹏,赵民,李雪娇.  振动.测试与诊断. 2013(06)
[10]抑制涡激振动的螺旋列板设计参数研究[J]. 沙勇,曹静,张恩勇,周巍伟,陈严飞.  海洋工程. 2013(01)

博士论文
[1]长耳鸮翅膀气动与声学特性及其仿生应用研究[D]. 廖庚华.吉林大学 2013
[2]隔水管涡激振动抑制装置的流动控制实验研究[D]. 谷斐.上海交通大学 2012



本文编号：3492642