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复合材料立管涡激振动数值计算
  • ISSN号:1006-2467
  • 期刊名称:《上海交通大学学报》
  • 时间:0
  • 分类:O357.1[理学—流体力学;理学—力学]
  • 作者机构:[1]南京理工大学发射动力学研究所,南京210094, [2]航天晨光股份有限公司,南京211100
  • 相关基金:国防基础科研项目(B2620132013,A2620133008),国家自然科学基金项目(11472135)资助
中文摘要:

基于尺度自适应模拟(SAS)和计算结构力学(CSD),对复合材料海洋热塑性增强立管(Reinforced Thermoplastic Pipe,RTP)涡激振动响应进行数值计算.数值计算了聚氯乙烯(PVC)立管涡激振动响应和复合材料层合板模态,并与实验数据对比,验证了文中双向流固耦合方法和复合材料建模的准确性.并且,分别计算了不同条件下的RTP立管和相同尺寸的钢制立管的涡激振动响应.计算结果表明:来流速度为0.1m/s时,RTP立管都发生了频率锁定现象;RTP立管的来流向振动响应和横向振动响应同样重要,不可忽略;来流向振动响应及流场三维效应导致立管中部区域振动响应的轨迹比较杂乱;来流速度为0.2m/s时,相同尺寸的钢制立管的来流向和横向振幅比RTP立管的小,且钢制立管主要是低阶模态振动;铰-铰约束情况下的RTP立管的振幅相比固定-固定约束情况下的整体上稍大,且主要是2、3阶振型运动.

英文摘要:

Numerical calculation of vortex-induced vibration (VIV) of reinforced thermoplastic pipe (RTP) based on scale adaptive simulation (SAS) and computational structure dynamics (CSD) is addressed. The VIV response of polyvinyl chloride (PVC) riser and the modal of composite plate are numerical calculated and compared with experiment data which verified the accuracy of two-way fluidsolid coupling simulation and composite modeling method. Moreover, the VIV response of RTP and the same size steel riser in different conditions are calculated. The results show that the 'lock in' phenomenon occurrs when the free stream velocity equals 0.1 m/s. The vibration response in incoming flow direction of RTP is as important as cross flow direction. The motion of the middle section of the RTP are in disorder due to the 3-dimen- sional effect of flow and the vibration of incoming flow direction. When the velocity is 0.2 m/s, the incoming flow and cross flow direction amplitudes of the steel riser are smaller than those of the RTP riser, and the steel riser mainly showed low order vibration. The amplitude of the RTP riser under hinge-hinge con- straint is slightly larger than that under the fixed-fixed constraint, and it mainly showed switching motion of the second or third mode.

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期刊信息
  • 《上海交通大学学报》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中华人民共和国教育部
  • 主办单位:上海交通大学
  • 主编:郑杭
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  • 邮编:200030
  • 邮箱:shjt@chinajournal.net.cn
  • 电话:021-62933373 62932534
  • 国际标准刊号:ISSN:1006-2467
  • 国内统一刊号:ISSN:31-1466/U
  • 邮发代号:4-256
  • 获奖情况:
  • 1996年全国优秀科技期刊奖,1992年、1996年、1999年国家教育部系统优秀科技期刊奖,2002年“百种重点期刊奖”,2003年百种中国杰出学术期刊,2004年教育部全国高校优秀科技期刊一等奖,2004年“百种重点期刊奖”
  • 国内外数据库收录:
  • 美国化学文摘(网络版),美国数学评论(网络版),德国数学文摘,荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国剑桥科学文摘,英国科学文摘数据库,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:30903