深海頂張力立管非線性振動特性研究.pdf

1、深海立管是海洋油氣開發(fā)中的關(guān)鍵結(jié)構(gòu)。本文研究深海頂張力立管(TTRs)的渦激振動、參激振動和渦激-參激耦合振動響應特性,對于發(fā)展深海立管的理論和技術(shù),具有較重要的理論與工程意義。
　　本文考慮立管頂部所受張力和幾何非線性因素的影響,考慮立管的幾何非線性、渦激力及參激力,建立立管的振動微分方程。將系統(tǒng)視為弱非線性系統(tǒng),采用非線性解析方法—多尺度法進行理論求解。首先,僅考慮外激勵為簡諧的渦激升力,選取一階主共振和二階主共振兩種情況進行

2、求解,研究立管非線性渦激振動的響應特征;其次,僅考慮頂部浮體產(chǎn)生的參數(shù)激勵,將立管上端部簡化為簡諧運動的動邊界條件,選取一階參激共振和二階參激共振兩種情況,研究立管發(fā)生非線性參激共振時的響應特征;最后,同時考慮渦激、參激兩種激勵,建立參—渦非線性耦合振動系統(tǒng),選取一階參數(shù)共振情況,分別考慮渦激頻率接近和遠離立管橫向固有頻率兩種情形,研究耦合系統(tǒng)的非線性振動響應特征。
　　分析研究結(jié)果表明,僅考慮渦激振動時,立管振動的響應頻率均以外