深海钢悬链立管Mathieu不稳定性研究

摘要

研究基于双频激励的深海钢悬链立管Mathieu 不稳定性即参量共振问题.深海环境下,由于波浪力致海洋平台的运动、涡激力作用于立管都将引起钢悬链立管轴向张力波动;当张力波动的频率与立管横向振动的频率满足一定关系时,立管将因发生参量共振而出现极值应力.由于上述过程为随机过程,传统的单频函数预测张力波动存在局限性,本研究采用多频叠加函数预测实际张力波动.首先基于Vandiver理论,将钢悬链立管等效转化为顶张力立管,建立了立管系统动力学方程并推导出多频激励Mathieu 方程,探究了双频激励研究立管系统参量稳定性所具有的特性,并由此应用双频激励于实际钢悬链立管工程分析.研究表明:实际深海环境下,钢悬链立管参量稳定性值得设计人员关注;立管张力波动特性对系统参量稳定性的预测具有决定影响.