基于深海采矿管涡激振动的特性分析方法技术

本发明专利技术提供了一种基于深海采矿管涡激振动的特性分析方法，其步骤包括：S1、建立深海采矿管的结构模型；S2、通过切片法建立流场模型，并获得流场作用于深海采矿管的流场作用力；S3、建立深海采矿管的运动学模型，求解运动数据；S4、对流场模型和运动学模型进行耦合，以获得深海采矿管的涡激振动特性参量。本发明专利技术通过切片法划分流体域结合管体数值模拟方法构建了深海采矿管涡激振动分析新模型；在保证采矿管模型具有较高的准确性和计算精度的同时，不需要对整个流场域进行全部的网格划分，大大的减少了所需要的计算资源；管体基于有限元法建立相应的模型计算，并经过模型偶合后，可最大程度上拟合三维立管的特性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于海洋设备振动分析，具体涉及一种基于深海采矿管涡激振动的特性分析方法。

技术介绍

1、深海海底蕴藏着品质较高，资源量丰富的矿产资源。由此，海洋大国都在大力发展深海采矿行业，而开发深海矿产资源需要复杂的开采系统，即深海采矿系统。

2、深海采矿系统是用于在深海海底进行矿产资源开采的一套综合性系统。现有的常见深海采矿系统通常包括采矿船、深海采矿管、提升设备、中间仓等部分。其中，采矿船用于在海面上进行作业控制和支持；深海采矿管连接采矿船和海底矿床，用于将开采的矿石或矿物输送到海面；提升设备用于将海底的矿产提升到采矿船上；中间仓则在采矿过程中起到储存或缓冲的作用。由于深海采矿系统在工作中会面临着复杂的海流情况，因此会对深海采矿管造成较大影响。其中，涡流诱导振动(viv)是深海采矿管疲劳损伤的主要来源，而深海采矿管在深海采矿系统中起着举足轻重的作用，承担着矿物运输的重要责任，所以对管道进行涡激振动的特性分析是重要的。

3、在运行过程中，深海采矿管上端与水面船体结构相连，下端与水下采矿车通过软管相连。因此，它具有自由悬挂、长径比大、底本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种基于深海采矿管涡激振动的特性分析方法，其特征在于，步骤包括：

2.根据权利要求1所述的基于深海采矿管涡激振动的特性分析方法，其特征在于，所述深海采矿管的管体划分多个有限元节点；

3.根据权利要求1所述的基于深海采矿管涡激振动的特性分析方法，其特征在于，所述S2中，所述流场模型建立过程包括：

4.根据权利要求3所述的基于深海采矿管涡激振动的特性分析方法，其特征在于，所述流场切片的网格划分中，前景网格为O型切分网格。

5.根据权利要求1所述的基于深海采矿管涡激振动的特性分析方法，其特征在于，所述S2中，通过连续性方程和N-S方程求解所述...

【技术特征摘要】

1.一种基于深海采矿管涡激振动的特性分析方法，其特征在于，步骤包括：

2.根据权利要求1所述的基于深海采矿管涡激振动的特性分析方法，其特征在于，所述深海采矿管的管体划分多个有限元节点；

3.根据权利要求1所述的基于深海采矿管涡激振动的特性分析方法，其特征在于，所述s2中，所述流场模型建立过程包括：

4.根据权利要求3所述的基于深海采矿管涡激振动的特性分析方法，其特征在于，所述流场切片的网格划分中，前景网格为o型切分网格。

5.根据权利要求1所述的基于深海采矿管涡激振动的特性分析方法，其特征在于，所述s2中，通过连续性方程和n-s方程求...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴祥钊，桑松，张锦涛，刘福港，
申请(专利权)人：中国海洋大学，
类型：发明
国别省市：