变升力系数的立管涡激振动响应分析

摘要

随着中国油气资源需求量日益增大,海洋油气资源的开采逐渐由浅海向深海领域发展.顶张力立管是深海石油工程中经常应用的结构设备之一,目前针对其涡激振动的研究主要集中于数值计算和仿真,解析分析较少,对其力学机理的认识还不充分.本文基于三阶非线性变升力系数水动力模型,构建顶张力立管涡激振动的非线性动力学方程,以单模态离散结果为基础,推导l∶1主共振激励下的幅频响应方程,探讨了顶张力立管发生涡激振动时的非线性动力学响应特征.并结合工程数据探究顶部张力、内流等不同参数变化对顶张力立管涡激振动动力学响应的影响变化规律,从而为立管结构参数设计和优化提供参考.