【技术实现步骤摘要】
一种串列圆柱体尾流振动响应频率确定方法
本专利技术涉及海洋深水立管的研究方法,特别涉及一种串列圆柱体尾流振动响应频率确定方法。
技术介绍
目前,海洋油气开发热点为深水油气开采。随着水深增加,常使用柔性开发系统(使用悬链式立管作为生产立管的海上油气开发系统,其采油树放置于海底)。但是,相对于浅水开发常用的开发系统刚性开发系统(使用顶张力立管作为生产立管的海上油气开发系统,其采油树放置于平台上),由于其采油树位置不处于海底,维修安装会更为方便。因此,干树半潜平台成为了石油开采平台的研究热点,该平台中使用顶张力立管作为生产立管。立管排列方式为串列立管。当两个沿着流向排列的圆柱体受到来流作用时会产生涡激振动,其中下游圆柱由于收到上游圆柱的尾流尾涡影响,其振动幅值和振动频率与单圆柱相比有显著不同。当水流流过串列圆柱体时,上下游圆柱都会受到流体荷载作用,此载荷不是单频率载荷而是随机荷载,其响应频率分析较为复杂。其中,上游圆柱受到的荷载情况是典型的圆柱扰流情况,与上游圆柱不同的是,下游圆柱会受到上游立管所产生尾流尾涡影响。上游圆柱运动情况一般称作涡激振动(VIV),下游圆柱运动情况一般称作为尾流振动(WIV)。对于VIV而言,其尾涡泄放频率fst为:式中,St为斯托哈尔数,通常取0.2;U为来流速度;D为直径。尾涡泄放即导致了涡激升力的产生,其频率与尾涡泄放频率相等,涡激升力是导致其振动最主要的激励力。对于圆柱处于流场中的响应频率指的即圆柱结构在流体作用下的振荡频率。“同步”状态指的是激励力频率与振荡频率相等时圆柱体结构所处的状态,目前认为,当VIV发生时圆柱始终处于“ ...
【技术保护点】
1.一种串列圆柱体尾流振动响应频率确定方法,其特征在于,包括如下步骤:
【技术特征摘要】
1.一种串列圆柱体尾流振动响应频率确定方法,其特征在于,包括如下步骤:1)计算圆柱固有频率,圆柱固有频率随着边界条件的改变计算公式不同:a、两端铰支式中,n为阶数,取1;l为圆柱长度;EI为抗弯刚度,其大小与圆柱材料和结构有关;为单位长度圆柱质量;b、两端固定式中,l为圆柱长度;EI为抗弯刚度,其大小与圆柱材料和结构有关;为单位长度圆柱质量;2...
【专利技术属性】
技术研发人员:付雪鹏,黄维平,郭晨伟,吴琪豪,杨天恩,刘阿森,宋虹,
申请(专利权)人:中国海洋大学,
类型:发明
国别省市:山东,37
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