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平台随机垂荡及涡激引起的深海立管动力响应分析
| 论文题名： | 平台随机垂荡及涡激引起的深海立管动力响应分析 |
| 关键词： | 深海立管;动力响应;随机参数激励;涡激耦合振动 |
| 摘要： | 立管是深海油气开发中的重要设备,本文考虑涡激及上部浮体的随机升沉运动影响,研究深海生产顶张紧式立管(TTR)随机参数激励及涡激联合作用的动力响应特性。 考虑平台在随机波浪作用下运动,建立随机参数激励项,采用Van der Pol尾流振子模型确定时变涡激升力系数,计算涡激升力,考虑涡激升力和轴向随机参数激励,建立立管参激-涡激耦合振动方程,编制了立管随机参数激励和涡激耦合振动计算程序,研究立管随机参数激励和涡激引起的耦合振动响应特征。针对TRUSS-SPAR平台,采用JONSWAP波浪谱计算波浪载荷以及平台的垂荡运动,确定不同海况下随机参数激励项。考虑剪切流和尾流振子模型,计算时变升力系数和涡激升力。采用开发的程序,计算得到TTRs立管随机参数激励和涡激耦合作用下的振动响应。改变立管参数、流参数和随机波浪参数,研究随机参数激励对于立管振动的影响规律。此外,本文采用两端简支的立管模型,研究随机参激对于立管振动不稳定性的影响。 研究结果表明,立管在随机参数激励和涡激力共同作用下,升力系数受参激影响增大,立管的振动响应位移增大。同时受随机参数激励的影响,立管涡激振动的主频率降低。相对于波浪的有义波高,波浪的特征周期对立管的振动响应影响更大,更为显著。研究结果表明,随机参数激励在立管二倍固有频率上的谱密度值影响N阶平均渐近稳定性,且随机稳定性条件随N的增大而变得苛刻。 |
| 作者： | 王丽元 |
| 专业： | 船舶与海洋工程 |
| 导师： | 唐友刚 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 天津大学 |
| 学位年度： | 2012 |
| 正文语种： | 中文 |
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