内外流作用下深海悬垂取水管动力响应的模型试验

作     者：高晶 李京京 刘明月 郭琳 GAO Jing;LI Jingjing;LIU Mingyue;GUO Lin

作者机构：上海交通大学海洋工程国家重点实验室上海200240 上海交通大学三亚崖州湾深海科技研究院海南三亚572024 上海船舶设备研究所上海200031 

基　　金：海南省科技计划三亚崖州湾科技城自然科学基金联合项目(2021JJLH0027) 

出 版 物：《船舶工程》 (Ship Engineering)

年 卷 期：2024年第46卷第6期

页      码：108-122页

摘      要：研究内外流对大直径、内流流速高的深海悬垂取水管道动态响应的影响,对实际工程中的取水管道应用提供参考。基于小尺度模型试验,分析内外流作用下管道的动力响应特性,以及顶部连接方式和底部配重块对其响应的影响规律。结果表明:涡激振动响应的主导模态和主导频率主要取决于外流流速,内流流速的变化对主振频率无明显影响,但会增加管道向高阶模态转换的趋势。外流增加会导致P1管道的振动响应从单一模态转向多模态参与,且涡流脱落与固有频率之间的“锁定”和模态转换现象更明显。当存在外流时,管道的位移振幅大小主要受到外流流速影响。外流参与会增加运动的周期性,但随着外部流速增加,取水管道因涡激运动从单一频率的振动转变为复杂的多频率振动,导致运动周期性逐渐减弱。顶部固定的管道底部位移振幅均方根值更大。低外流流速时,管道配重显著影响了管道的振幅,特别是当配重占据管道自重的50%及以上时,振幅的变化与无集中质量时存在明显差异。研究成果在优化内外流条件下悬垂式取水管道的理论模型方面具有显著意义,可为实际深海浮式取水管道的设计与工程实施提供一定参考。

主 题 词：悬垂取水管 涡激振动 内外流流速 模态转换 试验研究 

学科分类：08[工学] 0824[工学-林业工程类] 082401[082401] 

D　O　I：10.13788/j.cnki.cbgc.2024.06.16

馆 藏 号：203136396...