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中国海洋大学学报(自然科学版)2025年第06期:顶张力立管流致振动及碰撞实验研究

来源:期刊VIP网 时间:


作者:李效民;赵承杰;顾洪禄;李福恒;郭海燕;初壮;

单位:中国海洋大学工程学院;海洋石油工程(青岛)有限公司;

摘要:针对顶张力立管在不同布置形式下的流致振动以及立管碰撞响应问题,本文对不同间距S下串联和并联布置顶张力立管进行了试验研究。试验基于光纤布拉格光栅(Fiber Bragg grating, FBG)应变传感器采集的立管弯曲应变数据,采用模态叠加法重构立管位移响应,并对立管未碰撞和碰撞时的位移响应和频率响应特性进行了详细分析。结果表明:并联布置的立管流致振动轨迹不对称,且紧密排列时立管横流向位移增大,同时碰撞概率增加,而串联布置的上游立管在横流向上的最大位移小于下游立管;立管碰撞时,碰撞力及频率振幅变化规律受到立管间距和流速的双重影响;在S=3D(D为立管外径)时,碰撞力随着流速的增大而减小,而在S=2D时,碰撞力的大小随着流速的增大而增大;横流向频率振幅在碰撞前后的变化同管距S和流速均相关,而顺流向频率振幅则与流速正相关。

关键词:顶张力立管;;涡激振动;;流致振动;;碰撞响应;;碰撞力

基金资助:国家自然科学基金项目(51979257);; 山东省自然科学基金项目(ZR2019MEE032)资助~~