摘要：为有效预测多因素作用下深海立管涡激振动(VIV),首先,基于欧拉-伯努利梁弯曲理论和改进范德波尾流振子方程,考虑管内流动流体和立管横向(CF)和顺向(IL)耦合作用,建立海洋立管涡激振动预测模型,用埃尔米特插值函数离散立管微分方程,纽马克-β法在时域内迭代求解立管位移;然后,设计VIV试验,并将试验数据与模型计算结果进行对比验证;最后,研究海流流速、内外流流速和顶张力对深海立管涡激振动特性的影响。结果表明:海流流速越大,立管振动频率越高,振动幅值越大;立管固有频率随内流流速的增大可能降低到锁振频率范围,加速立管的疲劳破坏,顶张力对立管内流影响有明显抑制作用,立管双向耦合作用在涡激振动分析中不容忽视。

摘要：涡激振动是立管发生疲劳破坏的关键因素之一。为了更加准确预测其疲劳寿命,基于Van Der Pol尾流振子模型,考虑内外流共同作用对立管的涡激振动影响及横向和顺流向的耦合作用,建立了立管涡激振动方程,用Hermit插值函数和Newmark-β法对方程求解,进一步采用P-M准则对立管疲劳寿命进行分析。并且通过设计试验对模型进行验证,最后研究管内流速对位移响应和疲劳寿命的影响。结果表明:立管振动位移随内流流速的增加而增加,造成立管疲劳寿命降低;通过增大顶张力可以有效消除内流的影响;立管两自由度涡激振动疲劳寿命大体相等,因此双向耦合作用在立管振动分析中应给予足够重视。