摘要: 深海资源开采中海洋立管在输送油气时容易受到海流的影响而产生涡激振动现象(VIV).已有研究表明,管内流体可能会使涡激振动动力特性更加复杂,而目前大部分研究主要针对外流作用下的涡激振动,缺乏对管内流体影响下立管动力特性的研究.因此,探究内流影响... 展开 深海资源开采中海洋立管在输送油气时容易受到海流的影响而产生涡激振动现象(VIV).已有研究表明,管内流体可能会使涡激振动动力特性更加复杂,而目前大部分研究主要针对外流作用下的涡激振动,缺乏对管内流体影响下立管动力特性的研究.因此,探究内流影响下的海洋立管涡激振动具有重要的理论意义与工程实际价值.基于Euler-Bernoulli梁方程和尾流振子模型,建立了含内流的海洋立管涡激振动理论模型,应用有限差分方法对含内流立管的控制方程进行离散,使用Runge-Kutta法进行求解,将该模型数值模拟结果与已有实验结果进行对比来验证模型准确性.在此基础上,研究含均匀稳定内流的顶张力立管在不同剪切流下涡激振动振幅、振动频率和主振模态等动力特征的变化规律.结果表明,随着内流速度增大立管位移均方根先增大后减小,在触发高阶主振模态后继续增大;立管位移均方根随剪切参数的增大而减小,主振频率受剪切参数影响较小.研究结果有助于深入研究内外流耦合作用下海洋立管涡激振动特性机理和变化规律. 收起