涡激致顶张力立管双频参量共振研究

作     者：肖飞 杨和振 卢其进 张黎邦 

作者机构：上海交通大学船舶海洋与建筑工程学院海洋工程国家重点实验室上海200240 Mediterranean Shipping Company KennyHoustonTX77084USA 

基　　金：国家自然科学基金资助项目(51009093) 国家自然科学重点基金资助项目(50739004) 

出 版 物：《海洋工程》 (The Ocean Engineering)

年 卷 期：2013年第31卷第2期

页      码：28-34页

摘      要：研究了涡激力作用导致顶张力立管基于双频激励的参量共振机理。随着海洋油气开发走向深水,参量共振成为深海立管设计面临的挑战之一。立管系统一旦发生参量共振,将因应力过大或疲劳损伤而发生破坏,造成油气泄漏从而带来环境污染和重大经济损失。顶张力立管受涡激力作用产生横向运动,引起轴向张力波动,满足一定条件时,立管将发生参量共振。目前研究多以单频外激励探讨立管的马修不稳定性,而实际激励为多频叠加,因此双频外激励被提出并被应用于对立管参量稳定性的探讨。研究建立了顶张力立管非线性耦合的运动方程,并推导了多频激励马修方程,采用布勃诺夫-伽辽金法求解有阻尼马修方程,对比分析了单频和双频激励对顶张力立管参量稳定性的影响,探讨了双频激励马修方程设计深海顶张力立管参量稳定性的应用。研究表明:涡激致顶张力立管产生轴向应力波动,进而导致立管系统发生参量共振的现象值得设计人员关注;此外,实际工程设计中激励函数的选取,对被研究系统参量稳定性特性以及阻尼特性的预测具有决定性影响。

主 题 词：涡激力 顶张力立管 参量共振 马修方程 双频激励 阻尼 

学科分类：081505[081505] 08[工学] 0815[工学-矿业类] 0824[工学-林业工程类] 0814[工学-地质类] 082401[082401] 

D　O　I：10.16483/j.issn.1005-9865.2013.02.008

馆 藏 号：203113465...