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题名波-流联合作用下弹性管振动响应研究
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作者
王金诺
陈正寿
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机构
浙江海洋大学船舶与海运学院
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出处
《振动与冲击》
EI
CSCD
北大核心
2024年第20期128-139,共12页
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基金
国家自然科学基金(41776105)
舟山市定海区科技计划项目(2019C3103)。
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文摘
由海流和波浪联合作用所引起的涡激振动是导致海洋立管等细长海洋结构物疲劳破坏的重要诱因,不过目前尚缺乏沿管轴向流致和波致振动特性分析的研究。采用流体体积法捕捉自由液面,建立数值波浪水池,基于双向流-固耦合技术开展了波-流联合作用下弹性管的数值仿真,对比分析了波-流荷载对弹性管振动特性的影响。在波浪作用下,管振幅随KC数增加呈逐步增大趋势,顺流向与横流向的振动频率为波频倍数;波浪力集中作用在自由液面附近,使沿管轴向的时均流体力系数在不同管段范围呈现不同的分布特性。在波-流联合作用下,振幅随外流速的变化趋势与单独外流的振动响应相一致,振动位移较波浪作用下的情况更为规则;顺流向的振动频率仍由波频主导,横流向激发出一个主频和两个显著次频,且主、次频的差值为波频倍数。最后,对比了波浪、波-流联合作用下4个典型波浪位置处沿管轴向的尾流涡街模式,外流的参与加快了旋涡的泄放,同时也是控制泄涡发放类型的主导因素。
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关键词
弹性管
波-流联合作用
流-固耦合
水动力分析
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Keywords
flexible pipe
wave-current coupled effect
fluid-structure interaction
dynamic analysis
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分类号
TV131.2
[水利工程—水力学及河流动力学]
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