海洋输液管道的涡激振动响应分析及实验研究
海洋输液管道是海洋石油输运的重要部件，将海上油田的整个生产过程有机的结合在一起。本文以海洋输液管道为研究对象，介绍了管道发展的概况，阐述了当管外流体流经海洋输液管道时产生涡激振动的机理、特点以及和相关参数的关系，并分析了几种常见的尾流振子模型。在总结了前人对海洋输液管道动力特性理论研究的基础上，采用弱耦合法对管道动力特性的表达式进行简化，提取了附加质量、附加刚度和附加阻尼等项，使方程变为常用有限元软件ANSYS可以进行分析的形式，为研究海洋输液管道的动力特性提出的了新的方法，并且对目前海洋输液管道在设计和施工中常用的软件进行了简要的介绍。最后进行了模拟海洋输液管道水下涡激振动的实验研究，分析了管道悬空段长度、管道联结方式以及管内流体流动对海洋输液管道的动力特性和涡激振动响应的影响，实验表明：海洋输液管道允许悬空长度随内流流速、轴向压力和管内压强的增大而减小，随轴向拉力的增大而增大;管道在铰接情况下的固有频率大大低于管道固接时的情况：当管内流体流速变化使管道的固有频率接近旋涡脱落频率时，管道涡激振动响应将会增大，疲劳寿命将会显著减少，适当增加预张力可以降低管内流体流动对固有频率带来的影响。
海洋输液管道;涡激振动;动力特性
中国海洋大学
硕士
工程热物理
杨新华
2006
中文
TE973.92
50
2007-08-07（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）