【摘 要】
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海洋立管是连接浮式平台和海底井口的关键设备,涡激振动是其疲劳损伤的主要原因,海洋生物吸附等因素会影响立管表面的粗糙度,使涡激振动特性更加复杂.论文基于CFD(计算流体动力学)与CSD(计算结构动力学)的双向流-固耦合方法,引入粗糙壁面速度梯度修正模型,构建粗糙立管涡激振动数值计算程序,研究粗糙度、来流速度等参数对涡激振动特性的影响.研究结果表明:随着来流速度和表面粗糙度的增大,立管来流向与横流向的振动频率显著增大.较大的表面粗糙度会强化立管来流向多频和宽频振动,而较小的表面粗糙度会抑制立管来流向多频和宽频
【机 构】
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北部湾大学 机械与船舶海洋工程学院,钦州535000;华南理工大学 土木与交通学院,广州510641;华南理工大学 土木与交通学院,广州510641;北部湾大学 机械与船舶海洋工程学院,钦州53500
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海洋立管是连接浮式平台和海底井口的关键设备,涡激振动是其疲劳损伤的主要原因,海洋生物吸附等因素会影响立管表面的粗糙度,使涡激振动特性更加复杂.论文基于CFD(计算流体动力学)与CSD(计算结构动力学)的双向流-固耦合方法,引入粗糙壁面速度梯度修正模型,构建粗糙立管涡激振动数值计算程序,研究粗糙度、来流速度等参数对涡激振动特性的影响.研究结果表明:随着来流速度和表面粗糙度的增大,立管来流向与横流向的振动频率显著增大.较大的表面粗糙度会强化立管来流向多频和宽频振动,而较小的表面粗糙度会抑制立管来流向多频和宽频振动.随着表面粗糙度的增大,立管横流向两倍和三倍于主频率的次频减弱,多频振动特性降低,但宽频振动特征增强.
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