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《水动力学研究与进展A辑》 2011年04期
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海洋隔水管涡激振动的三维数值模拟研究

王成官  王嘉松  田中旭  乔信起  蒋世全  许亮斌  
【摘要】:流体场采用k-ω湍流模型进行三维CFD数值模拟,固体场采用基于三维实体单元的有限元方法进行模拟,通过一种新的方法实现流-固耦合交界面的无缝数据交换,参考Lehn(2003)长径比为482的模型实验完成隔水管流向与横向涡激振动的三维数值模拟。模拟结果与实验结果吻合良好,都反映了多阶振动模态特性。引入激发速度解释了多阶振动模态的现象。进一步分析表明,大长径比柔性隔水管发生涡激振动时流场尾流区涡的脱落呈现多种涡结构模式,尾涡动力特性在不同截面的变化体现出明显的三维特征。同时隔水管振动时出现非对称弯曲大变形现象,运动轨迹呈现变形的"8"字形。研究同时表明,顺流向的振动响应不可忽略。

【引证文献】
中国期刊全文数据库 前2条
1 赵卓茂;王嘉松;谷斐;;附属管对钻井隔水管涡激振动流动控制的研究[J];水动力学研究与进展A辑;2012年04期
2 范杰利;黄维平;;细长立管两向自由度涡激振动数值研究[J];振动与冲击;2012年24期
中国重要会议论文全文数据库 前1条
1 詹禄禄;王嘉松;杨睿;;梯度流下隔水管涡激振动的三维数值模拟[A];第十一届全国水动力学学术会议暨第二十四届全国水动力学研讨会并周培源诞辰110周年纪念大会文集(下册)[C];2012年
中国硕士学位论文全文数据库 前1条
1 赵卓茂;附属管抑制隔水管涡激振动的流体动力学特性研究[D];上海交通大学;2012年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前4条
1 谭波;王嘉松;谷斐;黄震;;利用分离盘控制隔水管涡激振动的数值模拟[J];水动力学研究与进展A辑;2009年01期
2 蔡杰;尤云祥;李巍;时忠民;曲衍;;均匀来流中大长径比深海立管涡激振动特性[J];水动力学研究与进展A辑;2010年01期
3 陈伟;宗智;;立管涡激振动的离散涡数值模拟[J];中国海洋平台;2010年01期
4 周国成;柳贡民;马俊;罗巩固;;圆柱涡激振动数值模拟研究[J];噪声与振动控制;2010年05期
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 陈正寿;柔性管涡激振动的模型实验及数值模拟研究[D];中国海洋大学;2009年
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 金光;宋兴旺;王华;;高温烟气中水滴非等温蒸发的数值模拟研究[J];四川有色金属;2011年01期
2 傅光耀;王浩;;薄钢铺板对平台主梁变形影响的试验研究和分析[J];四川建筑科学研究;2006年02期
3 常玉珍;吴敏哲;;组合肋壳几何非线性分析[J];四川建筑科学研究;2006年05期
4 王青;徐港;;剪力墙结构弹塑性分析的QR法Ⅱ——计算格式、程序及算例[J];四川建筑科学研究;2006年06期
5 王开强;孙飞飞;胡大柱;;多弹簧梁柱单元在空间钢框架非线性分析中的应用[J];四川建筑科学研究;2007年06期
6 王江;周晖;宋雪峰;;变截面工形柱平面内弹塑性极限承载力研究[J];四川建筑科学研究;2008年01期
7 高轩能;李琨;;变截面门式刚架地震反应研究进展[J];四川建筑科学研究;2008年03期
8 许建柳;;复合墙体室内温度响应研究[J];四川建筑科学研究;2010年03期
9 王晓璐;黄大宇;;节能多孔砖墙体热工性能的数值计算及应用分析[J];四川建筑科学研究;2010年04期
10 肖烨;陈剑毅;易萍华;;自由度匹配技术在框架结构损伤识别中的应用研究[J];四川建筑科学研究;2011年02期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 宫建国;陶钧;曾胜;金涛;;地基平面沉降下的大型石油储罐模态分析[A];第七届中国CAE工程分析技术年会暨2011全国计算机辅助工程(CAE)技术与应用高级研讨会论文集[C];2011年
2 王利希;周健;Jimmy Tsang;潘乐燕;;汽车空调风道设计及验收方法[A];第七届中国CAE工程分析技术年会暨2011全国计算机辅助工程(CAE)技术与应用高级研讨会论文集[C];2011年
3 张应迁;石艳;唐克伦;刘明;;外压容器临界载荷特性研究[A];第七届中国CAE工程分析技术年会暨2011全国计算机辅助工程(CAE)技术与应用高级研讨会论文集[C];2011年
4 王青平;白武明;王洪亮;;多重网格在二维泊松方程有限元分析中的应用[A];中国科学院地质与地球物理研究所第11届(2011年度)学术年会论文集(上)[C];2012年
5 李同春;朱寿峰;赵兰浩;胡继刚;;考虑坝体与坝肩动力相互作用的坝肩稳定动接触降强算法[A];现代水利水电工程抗震防灾研究与进展(2011年)[C];2011年
6 张汉云;张燎军;;基于虚拟裂缝模型的带横缝高拱坝的抗震性能研究[A];现代水利水电工程抗震防灾研究与进展(2011年)[C];2011年
7 纪军;王安华;任增金;;圆沉箱内隔墙的设置方式[A];中国土木工程学会港口工程分会第七届港口工程技术交流会论文集[C];2011年
8 王彬;;基于APDL的大口径反射镜优化设计[A];第二十四届全国空间探测学术交流会论文摘要集[C];2011年
9 周清华;杜留法;杨雄辉;;减摇鳍加强结构CAD/CAE一体化的若干关键技术探讨[A];纪念徐秉汉院士船舶与海洋结构力学学术会议论文集[C];2011年
10 樊征兵;何欢;陈国平;;不确定结构的模态和动响应分析[A];第十届全国振动理论及应用学术会议论文集(2011)上册[C];2011年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 张红哲;车身概念设计智能CAE关键技术的研究[D];长春理工大学;2010年
2 李佳;载人潜器阻力性能的数值和试验预报及外形优化研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
3 王革;有壁面质量注入通道流体动力学典型问题分析[D];哈尔滨工程大学;2009年
4 王忠义;船用燃气轮机排气引射装置性能研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
5 查云飞;类菱形车转向系统研究与分析[D];湖南大学;2010年
6 毛海涛;无限深透水地基上土石坝坝基渗流控制计算方法和防渗措施的研究[D];新疆农业大学;2010年
7 潘健怡;铝合金型材挤压的数值模拟及模具结构优化研究[D];华南理工大学;2010年
8 许兰贵;变壁厚大锥度薄壁铝罐成形关键技术的研究[D];华南理工大学;2010年
9 谭林;基于动力指纹的结构损伤识别可靠度方法研究[D];华南理工大学;2010年
10 付强;1000MW核电站离心式上充泵水力设计与结构可靠性研究[D];江苏大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 胡婷萍;大厚度电子束焊缝的超声检测及缺陷散射信号的研究[D];南昌航空大学;2010年
2 马飞飞;框架结构轻钢加层的地震反应分析研究[D];山东科技大学;2010年
3 王权;起重机减速器变位斜齿轮副有限元仿真分析与研究[D];山东科技大学;2010年
4 夏云清;装载机差速器齿轮的非线性接触与疲劳寿命分析[D];浙江理工大学;2010年
5 王志宽;大直径人工挖孔扩底桩承载力试验研究与工程应用[D];郑州大学;2010年
6 辛栋;纤维增强聚合物复合材料力学性能的数值预测[D];郑州大学;2010年
7 张彩香;发射筒口分瓣式隔水膜刚度强度分析[D];郑州大学;2010年
8 苗军伟;注塑成型和模具结构一体化分析[D];郑州大学;2010年
9 胡志超;箱型钢筋混凝土倒虹吸非线性有限元分析[D];郑州大学;2010年
10 董泽民;基于VCFEM的颗粒增强高聚物宏细观双尺度模拟[D];郑州大学;2010年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 李椿萱,彭少波,吴子牛;附属小圆柱对主圆柱绕流影响的数值模拟[J];北京航空航天大学学报;2003年11期
2 徐枫;欧进萍;;方柱非定常绕流与涡激振动的数值模拟[J];东南大学学报(自然科学版);2005年S1期
3 郭海燕,傅强,娄敏;海洋输液立管涡激振动响应及其疲劳寿命研究[J];工程力学;2005年04期
4 贾琇明,岳来群,韦子亮;有关我国深海油气资源勘探开发的几点思考[J];国土资源情报;2005年07期
5 徐枫;欧进萍;肖仪清;;方柱流致横向振动的CFD数值模拟[J];哈尔滨工业大学学报;2008年12期
6 赵鹏良;王嘉松;蒋世全;许亮斌;;海洋立管涡激振动的流固耦合模拟计算[J];海洋技术;2010年03期
7 常书平;王永生;庞之洋;;用基于SST模型的DES方法数值模拟圆柱绕流[J];舰船科学技术;2009年02期
8 李广望,任安禄,陈文曲;ALE方法求解圆柱的涡致振动[J];空气动力学学报;2004年03期
9 徐枫;欧进萍;;正三角形排列三圆柱绕流与涡致振动数值模拟[J];空气动力学学报;2010年05期
10 苏铭德,康钦军;亚临界雷诺数下圆柱绕流的大涡模拟[J];力学学报;1999年01期
中国重要会议论文全文数据库 前1条
1 鞠少栋;陈国明;畅元江;孙友义;;辅助管线对深水钻井隔水管涡激振动影响分析[A];第十三届中国科协年会第13分会场-海洋工程装备发展论坛论文集[C];2011年
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 陈正寿;柔性管涡激振动的模型实验及数值模拟研究[D];中国海洋大学;2009年
中国硕士学位论文全文数据库 前3条
1 孙友义;海洋钻井隔水管系统涡激振动安全评估研究[D];中国石油大学;2007年
2 张建侨;细长柔性立管涡激振动的实验研究[D];大连理工大学;2009年
3 纪文英;附属杆对圆柱绕流减阻特性的三维数值模拟研究[D];哈尔滨工业大学;2008年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 黄智勇;潘志远;崔维成;;两向自由度低质量比圆柱体涡激振动的数值计算[J];船舶力学;2007年01期
2 余建星,孙大军,罗延生,刘立名;涡激振动下管桥段的模糊动力可靠性研究[J];地震工程与工程振动;2002年05期
3 何长江;段忠东;;二维圆柱涡激振动的数值模拟[J];海洋工程;2008年01期
4 祝宝山;;非定常流动的快速拉格朗日涡方法数值模拟[J];力学学报;2008年01期
5 刘松,符松;流向振荡圆柱绕流中的涡脱落模态分析[J];水动力学研究与进展(A辑);2000年04期
6 李光正;绕圆柱非定常周期性涡旋脱落的数值模拟[J];水动力学研究与进展(A辑);2000年04期
7 孙玉东,王伟东,刘忠族,程贯一;圆柱及其组合体水动力与涡激振动计算[J];水动力学研究与进展(A辑);2005年03期
8 董艳秋,杨春晖;波-流联合作用场中流的等效作用研究[J];海洋学报(中文版);1999年04期
9 方平治;顾明;;圆柱两自由度涡激振动的数值模拟研究[J];同济大学学报(自然科学版);2008年03期
10 陈文礼;李惠;;基于RANS的圆柱风致涡激振动的CFD数值模拟[J];西安建筑科技大学学报(自然科学版);2006年04期
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 娄敏;海洋输流立管涡激振动试验研究及数值模拟[D];中国海洋大学;2007年
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 赵鹏良;王嘉松;蒋世全;许亮斌;;海洋立管涡激振动的流固耦合模拟计算[J];海洋技术;2010年03期
2 沙勇;王永学;;稳定流与三翼圆柱的流固耦合研究[J];哈尔滨工程大学学报;2007年04期
3 黄维平;曹静;张恩勇;唐世振;;大柔性圆柱体两自由度涡激振动试验研究[J];力学学报;2011年02期
4 林海花;王言英;;浪流共同作用下隔水管涡激动力响应分析[J];哈尔滨工程大学学报;2008年02期
5 谭波;王嘉松;谷斐;黄震;;利用分离盘控制隔水管涡激振动的数值模拟[J];水动力学研究与进展A辑;2009年01期
6 余建星;孙凡;张忠义;杨晓蓉;;基于尾流振子模型的海底管跨动力特性研究[J];海洋技术;2008年02期
7 任大朋;黄一;刘刚;;一种基于ANSYS和FLUENT的海洋立管的涡激响应分析方法[J];中国海洋平台;2007年04期
8 秦延龙;王世澎;;海洋立管涡激振动计算方法进展[J];中国海洋平台;2008年04期
9 赵刘群;庞亚平;;近底管线绕流及涡激振动的二维有限元数值模拟[J];水道港口;2007年04期
10 祖楠;黄维平;;考虑流固耦合时的海底管道悬跨段非线性动力分析[J];中国海洋大学学报(自然科学版);2006年01期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 沙勇;王永学;;稳定流与多扰流翼圆柱的流固耦合研究[A];2006年度海洋工程学术会议论文集[C];2006年
2 陈文礼;李惠;;CFRP斜拉索三维涡激振动的数值模拟[A];第十三届全国结构风工程学术会议论文集(中册)[C];2007年
3 杨金福;陈策;韩东江;;高速旋转机械轴系耦合调频技术的研究[A];中国航空学会第七届动力年会论文摘要集[C];2010年
4 刘习军;王大钧;陈予恕;;奇异的高阶自激振动现象分析[A];“力学2000”学术大会论文集[C];2000年
5 闫民;尹建业;孙宝平;方俊;;颗粒流体力学方法(GHM)介绍[A];中国力学学会学术大会'2009论文摘要集[C];2009年
6 王士召;何国威;张星;;柔性体涡诱导振荡的流固耦合模拟[A];中国力学学会学术大会'2009论文摘要集[C];2009年
7 王建省;王晓纯;;热流作用的多孔介质突变面梯度分布模型[A];第九届全国结构工程学术会议论文集第Ⅰ卷[C];2000年
8 何凡;李晓阳;;动脉壁增厚对脉搏波传播影响的数值研究[A];中国力学学会学术大会'2009论文摘要集[C];2009年
9 陶瑜华;黄佑;邹涛;;某型飞机液压系统流固耦合仿真与脉动应力分析[A];第五届全国流体传动与控制学术会议暨2008年中国航空学会液压与气动学术会议论文集[C];2008年
10 徐小溪;;输送流体管道弯曲振动研究[A];面向制造业的自动化与信息化技术创新设计的基础技术——2001年中国机械工程学会年会暨第九届全国特种加工学术年会论文集[C];2001年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 亢峻星;什么样的隔水管能适应深水作业[N];中国船舶报;2009年
2 通讯员 江艳;我国首台海洋钻井隔水管装置亮相国际展[N];中国石油报;2010年
3 王哲;宝石公司海洋钻井隔水管装置试制完成[N];中国船舶报;2010年
4 亢峻星;钻井水下设备的安装导向[N];中国船舶报;2008年
5 ;MSC:解决多学科设计难题[N];中国计算机报;2010年
6 特约记者 黄立群 通讯员 施国青;姜堰两大产业集群逆势飘红[N];泰州日报;2009年
7 记者 钱兰;曙光大力开拓国内市场[N];泰州日报;2008年
8 本报记者 贺娇;墨西哥湾漏油事件对中国有什么启示?[N];中国能源报;2010年
9 本报记者 赵双 崔茉;东海有涯 科技作舟[N];中国石油报;2010年
10 记者 王志田 通讯员 王涛;为钻井提速节支提供技术支撑[N];中国石油报;2010年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 孙士丽;具有自由液面效应的高频流固耦合问题[D];哈尔滨工程大学;2011年
2 李小超;海底管线悬跨段涡激振动响应的实验研究与数值预报[D];大连理工大学;2011年
3 周俊昌;海洋深水钻井隔水管系统分析[D];西南石油学院;2001年
4 李勇;考虑流固耦合效应的整体压裂数值模拟研究[D];西南石油学院;2004年
5 吴钰骅;海底管道—流体—海床相互作用机理和监测技术研究[D];浙江大学;2007年
6 何长江;柔性立管涡激振动试验与数值模拟[D];哈尔滨工业大学;2010年
7 陈文礼;斜拉索风雨激振的试验研究与数值模拟[D];哈尔滨工业大学;2009年
8 林海花;隔水管涡激动力响应及疲劳损伤可靠性分析[D];大连理工大学;2008年
9 艾尚茂;管土耦合边界下海底悬跨管道涡激振动研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
10 宋吉宁;立管涡激振动的实验研究与离散涡法数值模拟[D];大连理工大学;2012年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 祖楠;考虑流固耦合时的海底管道悬跨段非线性动力分析[D];中国海洋大学;2005年
2 顾恩凯;考虑流固耦合的大位移柔性立管涡激振动研究[D];中国海洋大学;2012年
3 樊娟娟;顶张力立管流固耦合的涡激振动数值模拟[D];天津大学;2012年
4 吉小艳;弧形钢闸门主框架动力稳定性的研究[D];西北农林科技大学;2004年
5 吴忆峰;基于传声损失的双层隔声窗结构参数的优化设计与分析[D];汕头大学;2005年
6 党小建;水轮机导叶流固耦合振动特性计算[D];西安理工大学;2004年
7 王波;撬装式自动混浆系统研究[D];西南石油学院;2004年
8 陆春华;液饱和多孔介质动力响应的弹塑性有限元分析[D];重庆大学;2004年
9 曹明;流固耦合下压力管道动态断裂数值分析[D];浙江大学;2006年
10 王永权;液力偶合器叶轮与流体的流固耦合模拟与分析[D];吉林大学;2009年
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