基于能量竞争载荷模型的海洋立管双向涡激振动时域预报方法研究

作     者：宋梦杰 任浩杰 张晓灵 杨加栋 付世晓 张萌萌 许玉旺 SONG Mengjie;REN Haojie;ZHANG Xiaoling;YANG Jiadong;FU Shixiao;ZHANG Mengmeng;XU Yuwang

作者机构：上海交通大学海洋工程国家重点实验室上海200240 中海油能源发展股份有限公司清洁能源分公司天津300452 上海交通大学海洋装备研究院极地深海技术研究院上海200240 

基　　金：国家自然科学基金青年基金资助项目(52101323) 国家自然科学基金基础科学中心项目(52088102) 国家自然科学基金联合基金项目(U19B2013) 国家自然科学基金杰出青年基金资助项目(51825903) 上海市科委基础研究领域项目(19JC1412800、19JC1412801) 上海市自然基金面上项目(22ZR1432300) 政府间国际科技创新合作重点专项项目(2018YFE0125100) 上海交通大学深蓝基金资助项目(SL2021PT106) 

出 版 物：《海洋工程》 (The Ocean Engineering)

年 卷 期：2023年第41卷第3期

页      码：14-26页

摘      要：海洋立管是深海油气开发中用于连接海底井口和水面浮体的唯一通道。立管在洋流作用下极易发生涡激振动(vortex-induced vibration,简称VIV),发展快速经验性涡激振动时域预报方法对立管的安全设计具有重要意义。通过柔性立管模型试验,结合载荷重构方法和最小二乘法,识别建立了能量竞争载荷模型下的经验水动力载荷系数模型。应用识别建立的经验水动力载荷系数模型,发展形成了海洋立管顺流向及横流向双向涡激振动时域预报方法。将预报结果与试验结果对比,结果表明:基于能量竞争载荷模型的海洋立管双向涡激振动预报方法能够有效预报海洋立管涡激振动主导模态、主导频率、流向平均位移响应和涡激振动位移响应等力学行为特性。研究成果对发展更为有效的涡激振动预报手段具有有益参考。

主 题 词：水动力模型 能量竞争 涡激振动 模型试验 时域预报 

学科分类：0820[工学-航空航天类] 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] 082002[082002] 082401[082401] 

核心收录：

D　O　I：10.16483/j.issn.1005-9865.2023.03.002

馆 藏 号：203122305...