柔性立管涡激振动响应的模态转移及时空竞争特性

摘要：

该文基于Van Der Pol尾流振子模型,研究了两端铰接的柔性立管在不同约化速度下横向和流向的振动响应特性.采用二阶中心差分法对时域和空间域的耦合方程组进行了迭代求解,并与现有文献的实验数据和模型预测结果进行了对比.结果表明:随约化速度的增大,高阶模态在两个方向逐渐被激发出来,主导模态转移时,出现均方根振幅跃升的现象.两个方向主导振动模态比在一定的约化速度范围内保持不变,将其定义为模态组.在同一个模态组中,横向和流向的均方根振幅均随着约化速度单调增加,但在主导模态转移时,两个方向的频率比均发生跳跃.在模态过渡组次,立管的振动响应呈多模态共同参与,且在振动过程中,振动模态具有在空间上竞争和时间上切换的特征,主导频率能量较为集中,在模态切换的过程中出现的频次也更大.

关键词：尾流振子模型、柔性立管、模态转移、模态组、模态切换

所属期刊栏目：37

分类号：O353.4(流体力学)

资助基金：国家自然科学基金;大连理工大学海岸;国家重点实验室开放基金

在线出版日期：2022-09-09（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共10页

页码：335-344