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作者：宋梦杰;任浩杰;付世晓;张萌萌;许玉旺;杨孟婕;
单位：上海交通大学海洋工程国家重点实验室;上海交通大学海洋装备研究院–极地深海技术研究院;
摘要：海洋立管涡激振动是威胁海洋立管作业安全的重要因素。本文从能量的角度分析，将涡激振动状态下作用于立管的水动力载荷分为起能量输入作用的激励力、能量耗散作用的阻尼力和不做功的附加质量力。前两者在能量上相互竞争决定最后流体对结构的能量作用。进一步地，本文详细推导了新载荷模型下基于柔性立管模型实验的关键载荷系数识别方法。通过柔性立管水池拖曳实验，识别得出了不同流速工况下涡激振动响应及载荷系数分布特性。结果表明：均匀流作用下柔性立管的涡激振动响应具有多模态参与特性，并由此导致水动力载荷系数存在系数“阶跃”现象；激励力系数及阻力系数与涡激振动幅值具有显著的关联关系，初步建立了能量竞争载荷模型下水动力载荷系数经验模型。本研究对未来海洋立管快速经验预报方法的发展具有参考意义。
关键词：涡激振动;;能量竞争;;水动力模型;;水动力系数模型
基金资助：国家自然科学基金青年基金项目(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项目(51825903);; 上海市自然基金面上项目(22ZR1432300);; 上海市“晨光计划”(22CGA10);; 上海交通大学深蓝基金(SL2021PT106)
