深海柔性立管的涡激振动研究-东篱科研大数据发现系统（DRDS）

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深海柔性立管的涡激振动研究

项目名称：深海柔性立管的涡激振动研究
项目类别：面上项目
批准号：10772183
申请代码：A020313
项目来源：国家自然科学基金
研究期限：2008-01-01-2010-12-31

项目负责人：陈伟民
负责人职称：副研究员
依托单位：中国科学院力学研究所
批准年度：2007

中文摘要：

建立了深水大长径比柔性立管的多模态涡激振动的物理模型；通过频域和时域数值模拟，对超长立管动响应的时间-空间演化历程以及涡激升力与结构运动的流固耦合机理进行了分析。给出了主要影响因素包括剪切流等多种流场形式、预张力等结构参数对VIV的影响规律及其非线性效应分析；研究了多模态振动中的模态竞争、锁频重叠等现象；分析了大长径比结构动响应的波传播特性并提出了控制参数；对惯性耦合、阻尼耦合等结构-尾流耦合系统的动力学行为进行了探讨。结果表明所建计算模型减少了参与模态的阶数从而有效降低了计算量，且计算结果与实验吻合良好；振动的波动特性与模态阶数、结构的长径比、阻尼比以及水动力阻尼比等参数有关，所给出的波动控制参数为实际工程设计中的模型选择提供了参考依据；在均匀流、阶梯流以及剪切流中的大长径比立管会发生多模态振动，模态参与量以及组合形式在不同流场中表现出不同的规律；发现剪切流中的模态参与个数最多而且以几个主导模态为中心离散地分布，这与以往模型中的参与模态均匀分布不同；在结构与尾流的耦合中采用惯性耦合可以合理描述结构自由振动和近尾迹场振荡同时发生的特殊条件（锁频阶段）并在锁频区域的两端呈现滞回效应。

中文主题词：涡激振动；立管；流固耦合；模态；动力响应

结论摘要：

英文主题词Vortex-induced vibration; Riser; Fluid-structure coupling; Mode; Dynamic response

成果综合统计