海洋立管渦激振動(dòng)抑振裝置的CFX數(shù)值模擬研究.pdf

1、由于全球經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，導(dǎo)致油氣資源的需求量增加，深海油氣資源開(kāi)發(fā)成為世界海洋石油發(fā)展的新目標(biāo)。海洋立管是水面鉆井船或平臺(tái)和海底鉆采設(shè)備之間的主要連接件。在海洋環(huán)境中，立管結(jié)構(gòu)主要承受波浪和海流的作用。當(dāng)海流經(jīng)過(guò)立管時(shí)，將在立管表面產(chǎn)生交替的漩渦脫落，對(duì)立管表面產(chǎn)生周期性的作用力，引起立管的渦激振動(dòng)。當(dāng)漩渦脫落頻率與立管自振頻率接近時(shí)，會(huì)產(chǎn)生“鎖振”，從而引起立管劇烈振動(dòng)，加劇立管的疲勞破壞。目前，常用的方法是在立管結(jié)構(gòu)上使用抑振裝置來(lái)

2、消除或減輕渦激振動(dòng)，延長(zhǎng)立管使用壽命。
　　本文采用ANSYS CFX軟件，分別建立了單圓柱體和帶抑振裝置柱體的二維數(shù)值模型。首先將單圓柱體固定，運(yùn)用單圓柱靜止繞流模擬結(jié)果，驗(yàn)證本文模型和計(jì)算方法的可行性，并分析在層流范圍內(nèi)，單圓柱體的升力系數(shù)、曳力系數(shù)、漩渦脫落頻率及斯托羅哈爾數(shù)的變化規(guī)律。然后采用剛體模型，模擬單圓柱體的單自由度渦激振動(dòng)，分析其橫向位移變化規(guī)律，以及尾流形態(tài)與柱體振動(dòng)的關(guān)系。
　　在單圓柱體渦激振動(dòng)分析的