振荡流下悬链线式立管涡激振动特性研究

本文应用改进的尾流振子模型对振荡流下悬链线式立管的涡激振动特性进行了研究。首先基于向量式有限元建立了悬链线式立管振动控制方程，利用独立性原理和改进的尾流振子模型模拟时变的涡激升力，然后采用中央差分法求解立管的涡激振动响应。利用相应的试验结果验证了本文模型的有效性。最后，对振荡流下悬链线式立管涡激振动响应特性进行了分析。研究结果表明：振荡流下悬链线式立管响应幅值出现“振幅调制”现象，大KC(Keulegan-Carpenter)数下，进一步出现典型的“间歇涡激振动”现象；KC数对质点振动相图形状以及流固能量传递有显著影响；振荡流下立管响应峰值随流速呈“多峰”现象，KC=20时多峰现象更为明显；在小KC数范围内，较小的KC数会激励立管产生较大的涡激振动位移。