海洋钢悬链线立管振动响应与疲劳预测

摘要：

涡激振动是引发立管疲劳损伤的关键诱因之一.基于Van Der Pol尾流振子方程,研究了不同长度两端铰接的钢悬链线立管在相同来流流量不同剖面剪切来流作用下的涡激振动响应.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求解,并采用雨流计数法对立管的疲劳寿命进行了预测.结果表明,立管振动沿轴向传播呈驻波和行波的混合模式,随立管长度的增加,振动响应由驻波主导转变为行波主导.受剪切来流剖面的影响,立管振动响应呈现多频特性,行波自立管的顶部向底部传播,且其传播速率随来流剪切程度及立管长度而变化.随剪切程度的增强,立管从流体中获得的能量减少,能耗增加,振动位移减少.相同来流剖面时,随着水深的增加,立管疲劳损伤增加;而水深相同时,随来流剪切程度的增加,疲劳损伤逐渐增大.

关键词：涡激振动、钢悬链线立管、Van Der Pol尾流振子、雨流计数法、疲劳损伤

所属期刊栏目：45

分类号：TE973(石油机械设备与自动化)

在线出版日期：2023-03-21（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共17页

页码：163-179