柔性管异形表面结构对其涡激振动影响的数值研究

涡激振动（VIV）是导致海洋立管疲劳破坏的主要诱因，因此，抑制振动是立管设计需关注的重要内容。本文通过运用双向流-固耦合数值计算方法，开展翼型管、纹理管与光滑管的涡激振动响应特性的对比研究，探讨扰流翼板与表面纹理等异形表面结构对涡激振动被动抑制的有效性。计算结果表明：异形表面结构能够有效降低柔性管体的振动响应，缩短锁振区间，并且影响尾流区泄涡发放模式，减小管体流体力系数，起到明显抑制管体涡激振动的作用，且在较高的速度工况下，这种抑制效果更加显著。该研究可为采用被动式振动抑制的翼型管和纹理管等异形结构的海洋立管设计提供一定的理论参考。