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基于能量竞争原理的柔性立管水动力载荷特性研究
1
作者
宋梦杰
任浩杰
+3 位作者
付世晓
张萌萌
许玉旺
杨孟婕
《船舶力学》
北大核心
2025年第10期1499-1513,共15页
海洋立管涡激振动是威胁海洋立管作业安全的重要因素。本文从能量的角度分析,将涡激振动状态下作用于立管的水动力载荷分为起能量输入作用的激励力、能量耗散作用的阻尼力和不做功的附加质量力。前两者在能量上相互竞争决定最后流体对...
海洋立管涡激振动是威胁海洋立管作业安全的重要因素。本文从能量的角度分析,将涡激振动状态下作用于立管的水动力载荷分为起能量输入作用的激励力、能量耗散作用的阻尼力和不做功的附加质量力。前两者在能量上相互竞争决定最后流体对结构的能量作用。进一步地,本文详细推导了新载荷模型下基于柔性立管模型实验的关键载荷系数识别方法。通过柔性立管水池拖曳实验,识别得出了不同流速工况下涡激振动响应及载荷系数分布特性。结果表明:均匀流作用下柔性立管的涡激振动响应具有多模态参与特性,并由此导致水动力载荷系数存在系数“阶跃”现象;激励力系数及阻力系数与涡激振动幅值具有显著的关联关系,初步建立了能量竞争载荷模型下水动力载荷系数经验模型。本研究对未来海洋立管快速经验预报方法的发展具有参考意义。
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关键词
涡激振动
能量竞争
水动力模型
水动力系数模型
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职称材料
定常流和振荡流共同作用下半浸没柱体水动力特性实验研究
被引量：
2
2
作者
胡滕艳
任浩杰
+4 位作者
沈佳威
牛智搏
张萌萌
许玉旺
宋斌
《船舶力学》
EI
CSCD
北大核心
2024年第11期1643-1653,共11页
顺应式的漂浮柔性圆柱型结构物,如深海养殖结构物的浮圈结构、波浪能发电装置的浮体部分等,大多是半浸没的。目前,学术界和工程界对半浸没圆柱的水动力特性了解较少,也使这些新型结构物在设计和分析时面临着载荷输入不确定性的难题。本...
顺应式的漂浮柔性圆柱型结构物,如深海养殖结构物的浮圈结构、波浪能发电装置的浮体部分等,大多是半浸没的。目前,学术界和工程界对半浸没圆柱的水动力特性了解较少,也使这些新型结构物在设计和分析时面临着载荷输入不确定性的难题。本文通过定常流和振荡流共同作用下半浸没柱体模型实验,开展半浸没柱体水动力载荷特性研究。实验中,由拖车带动半浸没柱体向前运动模拟等效定常流场,强迫柱体以不同振幅和周期振荡来模拟等效振荡流场。实验结果表明,在来流作用下半浸没柱体不可避免会遭受显著的平均升力作用,远大于其所受阻力载荷。研究揭示了水动力系数与多敏感参数的影响关系,确证了KC数对水动力系数影响较弱,总傅汝德数是水动力系数的主控参数,初步建立了流致半浸没柱体水动力载荷系数模型。本文工作可为相关海洋结构物的设计提供有益的指导。
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关键词
半浸没柱体
组合流
水动力系数
满溢
模型实验
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职称材料
题名
基于能量竞争原理的柔性立管水动力载荷特性研究
1
作者
宋梦杰
任浩杰
付世晓
张萌萌
许玉旺
杨孟婕
机构
上海交通大学
海洋
工程国家重点实验室
上海交通大学海洋装备研究院-极地深海技术研究院
出处
《船舶力学》
北大核心
2025年第10期1499-1513,共15页
基金
国家自然科学基金青年基金项目(52101323)
国家自然科学基金基础科学中心项目(52088102)
+4 种基金
国家自然科学基金联合基金项目(U19B2013)
国家自然科学基金杰出青年基金项目(51825903)
上海市自然基金面上项目(22ZR1432300)
上海市“晨光计划”(22CGA10)
上海交通大学深蓝基金(SL2021PT106)。
文摘
海洋立管涡激振动是威胁海洋立管作业安全的重要因素。本文从能量的角度分析,将涡激振动状态下作用于立管的水动力载荷分为起能量输入作用的激励力、能量耗散作用的阻尼力和不做功的附加质量力。前两者在能量上相互竞争决定最后流体对结构的能量作用。进一步地,本文详细推导了新载荷模型下基于柔性立管模型实验的关键载荷系数识别方法。通过柔性立管水池拖曳实验,识别得出了不同流速工况下涡激振动响应及载荷系数分布特性。结果表明:均匀流作用下柔性立管的涡激振动响应具有多模态参与特性,并由此导致水动力载荷系数存在系数“阶跃”现象;激励力系数及阻力系数与涡激振动幅值具有显著的关联关系,初步建立了能量竞争载荷模型下水动力载荷系数经验模型。本研究对未来海洋立管快速经验预报方法的发展具有参考意义。
关键词
涡激振动
能量竞争
水动力模型
水动力系数模型
Keywords
vortex-induced vibration
energy competition
hydrodynamic force model
hydrodynamic coefficient model
分类号
TV312 [水利工程—水工结构工程]
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职称材料
题名
定常流和振荡流共同作用下半浸没柱体水动力特性实验研究
被引量：
2
2
作者
胡滕艳
任浩杰
沈佳威
牛智搏
张萌萌
许玉旺
宋斌
机构
上海交通大学
海洋
工程国家重点实验室
上海交通大学海洋装备研究院-极地深海技术研究院
出处
《船舶力学》
EI
CSCD
北大核心
2024年第11期1643-1653,共11页
基金
国家自然科学基金青年基金项目(52101323)
国家自然科学基金基础科学中心项目(52088102)
+4 种基金
国家自然科学基金联合基金项目(U19B2013)
国家自然科学基金杰出青年基金项目(51825903)
上海市自然基金面上项目(22ZR1432300)
政府间国际科技创新合作重点专项(2018YFE0125100)
上海交通大学深蓝基金项目(SL2021PT106)。
文摘
顺应式的漂浮柔性圆柱型结构物,如深海养殖结构物的浮圈结构、波浪能发电装置的浮体部分等,大多是半浸没的。目前,学术界和工程界对半浸没圆柱的水动力特性了解较少,也使这些新型结构物在设计和分析时面临着载荷输入不确定性的难题。本文通过定常流和振荡流共同作用下半浸没柱体模型实验,开展半浸没柱体水动力载荷特性研究。实验中,由拖车带动半浸没柱体向前运动模拟等效定常流场,强迫柱体以不同振幅和周期振荡来模拟等效振荡流场。实验结果表明,在来流作用下半浸没柱体不可避免会遭受显著的平均升力作用,远大于其所受阻力载荷。研究揭示了水动力系数与多敏感参数的影响关系,确证了KC数对水动力系数影响较弱,总傅汝德数是水动力系数的主控参数,初步建立了流致半浸没柱体水动力载荷系数模型。本文工作可为相关海洋结构物的设计提供有益的指导。
关键词
半浸没柱体
组合流
水动力系数
满溢
模型实验
Keywords
semi-submerged cylinder
combined flow
hydrodynamic coefficient
overtopping
model experiment
分类号
TV312 [水利工程—水工结构工程]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
基于能量竞争原理的柔性立管水动力载荷特性研究
宋梦杰
任浩杰
付世晓
张萌萌
许玉旺
杨孟婕
《船舶力学》
北大核心
2025
0
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职称材料
2
定常流和振荡流共同作用下半浸没柱体水动力特性实验研究
胡滕艳
任浩杰
沈佳威
牛智搏
张萌萌
许玉旺
宋斌
《船舶力学》
EI
CSCD
北大核心
2024
2
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