船型网箱运动-波浪场扰动-网衣受力耦合动力响应特性 被引量：1

1

作者 王益厚 付世晓 +3 位作者 许玉旺 李帅 傅强 刘富祥 《上海交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第2期147-155,共9页

船型网箱是一种由大型浮体、钢架、网衣系统及系泊系统构成的新型海洋养殖结构.大型浮体在波浪中产生的绕射和辐射作用会对波浪场产生扰动,进而改变网衣受力,这种相互作用此前还未被研究过.本文基于势流理论求得绕射波和辐射波在网衣周... 船型网箱是一种由大型浮体、钢架、网衣系统及系泊系统构成的新型海洋养殖结构.大型浮体在波浪中产生的绕射和辐射作用会对波浪场产生扰动,进而改变网衣受力,这种相互作用此前还未被研究过.本文基于势流理论求得绕射波和辐射波在网衣周围波浪场的速度传递函数,同时采用莫里森方程求解计及波浪场扰动的网衣水动力载荷;对网衣水动力载荷与浮体运动不断迭代计算,实现计及网箱运动-波浪场扰动-网衣受力耦合效应的船型网箱动力响应分析;最后,研究了不同幅值的规则波下这种耦合效应对网箱运动、网衣张力、容积损失和连接器载荷的影响规律.结果发现:波浪场扰动对网箱运动和容积损失的影响不明显,但是会导致网衣张力和连接器载荷明显增大,这能够为船型网箱的结构强度校核及安全设计提供指导. 展开更多

关键词 船型网箱 绕射波和辐射波 网箱运动 网衣张力 容积损失 连接器载荷

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均匀流作用下柔性悬垂管涡激振动响应特性试验研究

2

作者 王靖 许玉旺 +3 位作者 任浩杰 付雪鹏 付世晓 张萌萌 《船舶力学》 EI CSCD 北大核心 2024年第9期1405-1419,共15页

温差能发电是近年海洋可再生能源研究的热点,悬垂取水管作为温差发电装置中提取深层冷海水的关键结构,其涡激振动响应特性尚不明确。本文开展了均匀流下悬垂管的涡激振动水池模型试验,利用光纤光栅应变传感器测量涡激振动应变响应,通过... 温差能发电是近年海洋可再生能源研究的热点,悬垂取水管作为温差发电装置中提取深层冷海水的关键结构,其涡激振动响应特性尚不明确。本文开展了均匀流下悬垂管的涡激振动水池模型试验,利用光纤光栅应变传感器测量涡激振动应变响应,通过模态分析法、小波变换等数据处理方法研究悬垂管的幅值和频率特征。分析试验结果发现:均匀流作用下,悬垂管的涡激振动位移响应最大幅值主要位于悬垂管底部;柔性悬挂立管IL(in-line)和CF(cross-flow)主导频率基本满足二倍频关系,但是在模态转换的流速工况下会出现IL和CF方向主导频率相同的现象,同时伴随着明显的“行波”、“多频响应”以及“时间共享”特征;处理得到背景洋流作用下悬垂管的CF和IL方向斯特哈尔数分别为0.15和0.30,略小于以往两端铰支柔性立管试验结果,该值将为悬垂输水管涡激振动预报研究提供参数输入。 展开更多

关键词 悬垂管 柔性立管 涡激振动 模型试验

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双向剪切流作用下柔性立管平均阻力特性研究

3

作者 付雪鹏 付世晓 +3 位作者 张萌萌 许玉旺 任浩杰 孙童晓 《上海交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第11期1637-1643,共7页

中国南海存在由内孤立波诱发形成的特殊双向剪切流场.开展了双向剪切流场下的涡激振动状态柔性立管的阻力特性实验研究,基于模态分析法以及张力梁弯曲理论处理实验测量应变时历得到了立管模型的平均阻力,分析了双向剪切流下的柔性立管... 中国南海存在由内孤立波诱发形成的特殊双向剪切流场.开展了双向剪切流场下的涡激振动状态柔性立管的阻力特性实验研究,基于模态分析法以及张力梁弯曲理论处理实验测量应变时历得到了立管模型的平均阻力,分析了双向剪切流下的柔性立管初始位移、平均阻力以及平均阻力系数特性,确证了双向剪切流具有与线性剪切流相当的阻力系数放大效果.同时发现了双向剪切流下柔性立管独特的中部剪力极值特性,提出剪力系数并拟合得到了双向剪切流下柔性立管中部剪力极值经验公式,该公式将为南海立管设计提供强度校核外载荷输入. 展开更多

关键词 涡激振动 双向剪切流 平均阻力 剪力

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弹性浮体的二阶平均漂移力研究

4

作者 李帅 付世晓 张仕元 《船舶力学》 EI CSCD 北大核心 2024年第5期651-662,共12页

本文基于离散模块思想,提出一种求解弹性浮体二阶平均漂移力的数值方法。首先将连续弹性浮体离散为弹性梁连接的刚性模块系统,实现弹性梁刚度和各模块水动力信息的耦合,在频域内求解浮体一阶水弹性响应。然后利用二阶多体水动力理论,并... 本文基于离散模块思想,提出一种求解弹性浮体二阶平均漂移力的数值方法。首先将连续弹性浮体离散为弹性梁连接的刚性模块系统,实现弹性梁刚度和各模块水动力信息的耦合,在频域内求解浮体一阶水弹性响应。然后利用二阶多体水动力理论,并考虑计及结构弹性变形影响后的各模块一阶运动信息,获得各刚性模块上的二阶平均漂移力。最后,利用该方法求解自由柔性驳船的平均漂移力,并与基于模态叠加思想的三维水弹性理论的计算结果进行对比验证。此外,由于本文方法在水动力求解方面的离散特性,该方法可直接拓展到非均匀波浪场下浮体的水弹性响应分析。 展开更多

关键词 水弹性 离散模块 平均漂移力 频域

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分段龙骨梁模型水弹性实验技术进展

5

作者 叶昱松 姜季江 +2 位作者 张仕元 付世晓 武少波 《船舶》 2024年第4期11-20,共10页

水弹性实验是研究船舶水弹性响应的重要手段。该文总结了国内外船舶水弹性实验研究现状,对广泛使用的分段龙骨梁船模进行重点研究,包括结构设计、水动力模块设计、载荷形式和实验结果测量等方面内容,分析不同分段龙骨梁船模的适用性,总... 水弹性实验是研究船舶水弹性响应的重要手段。该文总结了国内外船舶水弹性实验研究现状,对广泛使用的分段龙骨梁船模进行重点研究,包括结构设计、水动力模块设计、载荷形式和实验结果测量等方面内容,分析不同分段龙骨梁船模的适用性,总结了分段龙骨梁船模实验设计阶段的关键技术,并结合团队经验给出主要内容的设计指标,以期为船舶水弹性实验的设计提供参考。 展开更多

关键词 大型船舶 水弹性实验 分段船模 实验设计

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基于能量竞争载荷模型的海洋立管双向涡激振动时域预报方法研究 被引量：1

6

作者 宋梦杰 任浩杰 +4 位作者 张晓灵 杨加栋 付世晓 张萌萌 许玉旺 《海洋工程》 CSCD 北大核心 2023年第3期14-26,共13页

海洋立管是深海油气开发中用于连接海底井口和水面浮体的唯一通道。立管在洋流作用下极易发生涡激振动(vortex-induced vibration,简称VIV),发展快速经验性涡激振动时域预报方法对立管的安全设计具有重要意义。通过柔性立管模型试验,结... 海洋立管是深海油气开发中用于连接海底井口和水面浮体的唯一通道。立管在洋流作用下极易发生涡激振动(vortex-induced vibration,简称VIV),发展快速经验性涡激振动时域预报方法对立管的安全设计具有重要意义。通过柔性立管模型试验,结合载荷重构方法和最小二乘法,识别建立了能量竞争载荷模型下的经验水动力载荷系数模型。应用识别建立的经验水动力载荷系数模型,发展形成了海洋立管顺流向及横流向双向涡激振动时域预报方法。将预报结果与试验结果对比,结果表明:基于能量竞争载荷模型的海洋立管双向涡激振动预报方法能够有效预报海洋立管涡激振动主导模态、主导频率、流向平均位移响应和涡激振动位移响应等力学行为特性。研究成果对发展更为有效的涡激振动预报手段具有有益参考。 展开更多

关键词 水动力模型 能量竞争 涡激振动 模型试验 时域预报

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定常及振荡流下带网半浸没浮筒载荷特性研究

7

作者 杨孟婕 任浩杰 +3 位作者 胡滕艳 付世晓 张萌萌 许玉旺 《力学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第7期1428-1438,共11页

与网衣混合黏连的半浸没浮筒是重力式养殖网箱常见的结构形式,其水动力载荷计算的准确性直接决定了服役网箱的结构安全.为了有效地获取作用于带网衣半浸没浮筒的水动力载荷,并揭示网衣对浮筒水动力载荷的影响,文章开展了带网衣半浸没浮... 与网衣混合黏连的半浸没浮筒是重力式养殖网箱常见的结构形式,其水动力载荷计算的准确性直接决定了服役网箱的结构安全.为了有效地获取作用于带网衣半浸没浮筒的水动力载荷,并揭示网衣对浮筒水动力载荷的影响,文章开展了带网衣半浸没浮筒模型和无网衣半浸没浮筒模型在定常流与振荡流下的水动力载荷实验,获取了不同定常流速及不同振荡流场工况下的水动力载荷,并利用最小二乘法识别不同流场下的水动力系数.实验结果显示,网衣结构的存在会极大地放大半浸没浮筒的水动力载荷及载荷系数,网衣对半浸没浮筒水动力载荷的影响不可忽略.进一步地,本文探究了Re数、Fr数、KC数以及Stokes数等相关参数对带网半浸没浮筒水动力载荷系数影响.综合发现,浮筒水动力载荷系数与Fr数表现出一定的相关关系,尤其是附加质量系数对Fr数显示出强依赖性;另外,网衣对水动力载荷和系数的放大程度同样与Fr数相关.本工作表明以往采用纯浮筒载荷系数进行带网半浸没浮筒载荷计算,将对网箱设计安全造成极大的风险,实际工程中应考虑网衣对半浸没浮筒的影响. 展开更多

关键词 定常流 振荡流 带网半浸没浮筒 水动力系数 最小二乘法

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悬垂立管波致疲劳与流致涡激振动疲劳特性研究

8

作者 梁天纬 许玉旺 +3 位作者 付世晓 任浩杰 张萌萌 宋斌 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2023年第18期313-320,337,共9页

悬垂立管是应用在养殖工船以及温差能发电平台上的一种特殊立管形式,其一端与平台连接,另一端完全自由,在风浪流以及平台运动的影响下易因疲劳损伤而破坏。对一根安装于可移动式养殖工船的悬垂取水管进行浪致动力响应时域求解与涡激振... 悬垂立管是应用在养殖工船以及温差能发电平台上的一种特殊立管形式,其一端与平台连接,另一端完全自由,在风浪流以及平台运动的影响下易因疲劳损伤而破坏。对一根安装于可移动式养殖工船的悬垂取水管进行浪致动力响应时域求解与涡激振动频域预报,基于Miner线性疲劳累计损伤理论计算考虑全年浪流分布概率的立管波致疲劳与涡激振动疲劳损伤情况。研究发现:考虑浪流分布概率后,悬垂立管波致疲劳总损伤主要分布在立管近平台端,顺浪流方向上更为严重,而涡激振动疲劳总损伤主要分布在立管近自由端,横流方向更为严重;海浪谱的有义波高与特征周期分别主要影响波致疲劳损伤的积累速度与沿管长分布特点;单一工况下,悬垂立管截面上涡激振动疲劳损伤最大位置并非总出现在横流方向,需根据具体工况计算分析;从总疲劳损伤角度分析,波致疲劳与涡激振动疲劳所导致的结构损伤在同一数量级。 展开更多

关键词 悬垂立管 波致疲劳损伤 涡激振动疲劳损伤

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风和流作用下单链式系泊养殖工船“鱼尾运动”研究

9

作者 孙嘉阳 许玉旺 +4 位作者 付世晓 赵冰 宋斌 张萌萌 任浩杰 《海洋工程》 CSCD 北大核心 2023年第5期48-56,69,共10页

单点系泊船舶在受到风、流等外力作用下通常会产生大幅周期性艏摇运动,称为“鱼尾运动”。剧烈的鱼尾运动可能会导致系泊系统的锚链承受过大的张力从而遭到破坏。为了充分认识单点系泊状态下养殖工船的鱼尾运动,针对一艘十万吨级单链式... 单点系泊船舶在受到风、流等外力作用下通常会产生大幅周期性艏摇运动,称为“鱼尾运动”。剧烈的鱼尾运动可能会导致系泊系统的锚链承受过大的张力从而遭到破坏。为了充分认识单点系泊状态下养殖工船的鱼尾运动,针对一艘十万吨级单链式系泊养殖工船进行了数值分析及模型试验研究。首先,通过风洞模型试验测得养殖工船的风、流载荷系数,以此作为输入对风、流联合作用下养殖工船的动力响应进行了数值模拟分析;同时,开展水池模型试验验证了数值计算结果的准确性和可靠性;最后,通过数值计算研究了不同风速和流速下单链式系泊养殖工船鱼尾运动的特性和规律,为实际工程设计提供一定的参考。 展开更多

关键词 养殖工船 单链式系泊 鱼尾运动 模型试验

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FPSO系泊系统数值分析方法对比研究

10

作者 赵冰 姜季江 +1 位作者 付世晓 许玉旺 《船舶力学》 EI CSCD 北大核心 2023年第10期1496-1506,共11页

系泊系统是保证浮体安全定位作业的重要装备,在不同设计阶段可采用不同的数值分析方法。准静态方法采用悬链线方程模拟系泊系统,解耦动力方法将准静态方法获得的船体运动响应作为系泊系统有限元模型的顶端运动边界条件,耦合动力方法将... 系泊系统是保证浮体安全定位作业的重要装备,在不同设计阶段可采用不同的数值分析方法。准静态方法采用悬链线方程模拟系泊系统,解耦动力方法将准静态方法获得的船体运动响应作为系泊系统有限元模型的顶端运动边界条件,耦合动力方法将船体运动方程与系泊系统有限元动力学控制方程联立求解,这三种方法耦合程度依次增强。为了对比不同分析方法的计算精度与效率,针对FPSO采用三种数值方法开展多点系泊系统总体动力响应计算,通过对比分析船体运动响应及系泊张力结果发现:系泊系统对船体运动具有一定的阻尼作用,在准静态方法中需予以考虑;相对于耦合动力方法,解耦动力分析方法能够在保证计算准确性的基础上节省计算时间,提高计算效率。 展开更多

关键词 系泊系统 准静态方法 解耦动力方法 耦合动力方法 FPSO

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移动载荷作用下非线性连接浮桥的动力响应 被引量：11

11

作者 付世晓 崔维成 +1 位作者 陈徐均 林铸明 《上海交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第6期1004-1009,共6页

以非线性有限元方法为基础,考虑桥节间非线性连接的影响,建立了浮桥三维动力响应分析控制方程,并采用超单元方法对系统的运动方程进行缩减;然后用Newmark直接积分和New-ton-Raphson迭代方法求解系统的非线性运动方程,研究了移动载荷作... 以非线性有限元方法为基础,考虑桥节间非线性连接的影响,建立了浮桥三维动力响应分析控制方程,并采用超单元方法对系统的运动方程进行缩减;然后用Newmark直接积分和New-ton-Raphson迭代方法求解系统的非线性运动方程,研究了移动载荷作用下非线性连接浮桥的三维非线性动力响应特性.研究表明,桥节之间连接的非线性特性和间隙的大小对于浮桥的动力响应影响很大,必须加以考虑. 展开更多

关键词 浮桥 移动载荷 动力响应 间隙 非线性

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考虑浮体弹性变形的锚泊系统分析方法 被引量：4

12

作者 付世晓 范菊 +1 位作者 陈徐均 崔维成 《船舶力学》 EI 2004年第2期47-54,共8页

传统的锚泊系统分析方法一般是假设结构物为刚性不可变形的,这种假设对于常规海洋结构物的锚泊系统分析,其精度是可以接受的,然而对于弹性体(比如超大型浮体)来说,这种浮体刚性的假设显然是不合理的。本文基于摄动理论,分别给出了锚泊浮... 传统的锚泊系统分析方法一般是假设结构物为刚性不可变形的,这种假设对于常规海洋结构物的锚泊系统分析,其精度是可以接受的,然而对于弹性体(比如超大型浮体)来说,这种浮体刚性的假设显然是不合理的。本文基于摄动理论,分别给出了锚泊浮体(同时包括弹性体和刚性体)和锚泊系统的一阶运动方程。分别用三维水弹性理论和Goodman-Lance法求解浮体的动力响应和锚泊线的运动,并给出了两者之间的协调关系。通过数值算例分析表明,对于超大型浮体,其弹性特性对锚泊系统特性的影响是不可忽略的。 展开更多

关键词 海洋工程 锚泊系统 摄动方程 弹性体 Goodman-Lance法 动力响应

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船舶局部结构振动分析中边界条件的简化和修正方法研究 被引量：3

13

作者 付世晓 赵德有 黎胜 《船舶力学》 EI 2004年第1期92-98,共7页

本文对船舶局部结构振动分析中边界条件的简化问题做了系统的分析研究,比较分析了各种不同边界处理方法对计算结果的影响,在此基础上提出了一种边界简化和修正的方法。通过算例分析表明,本文的边界简化和修正方法能更好地描述船舶局部... 本文对船舶局部结构振动分析中边界条件的简化问题做了系统的分析研究,比较分析了各种不同边界处理方法对计算结果的影响,在此基础上提出了一种边界简化和修正的方法。通过算例分析表明,本文的边界简化和修正方法能更好地描述船舶局部结构的真实边界条件,而且在实际的工程分析中易于实现。 展开更多

关键词 船舶 局部振动 边界条件 振动分析 频率

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柔性立管涡激振动响应特性试验研究 被引量：22

14

作者 高云 任铁 +2 位作者 付世晓 熊友明 赵勇 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2015年第17期6-11,共6页

针对柔性立管进行了试验研究,试验的目的是为了更深入地了解细长柔性立管在水中的涡激振动响应特性。试验在拖曳水池中完成,通过拖车拖动立管从而产生相对来流。通过测试得到的应变数据,基于模态叠加法,便可得到立管的位移响应等参数。... 针对柔性立管进行了试验研究,试验的目的是为了更深入地了解细长柔性立管在水中的涡激振动响应特性。试验在拖曳水池中完成,通过拖车拖动立管从而产生相对来流。通过测试得到的应变数据,基于模态叠加法,便可得到立管的位移响应等参数。试验中针对不同的流速进行了分析,系统地研究了立管的应变、特征频率、无量纲振幅比、锁定区域以及流体力系数等参数。研究结果表明:柔性立管随着流速的增加会出现多阶锁定现象;在高阶锁定区域,振动频率会出现跳跃现象;且随着锁定阶数的增加,幅值呈现下降趋势。 展开更多

关键词 柔性立管 试验研究 锁定区域 特征频率

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剪切流下发生涡激振动的柔性立管阻力特性研究 被引量：15

15

作者 宋磊建 付世晓 +2 位作者 于大鹏 任铁 张萌萌 《力学学报》 EI CSCD 北大核心 2016年第2期300-306,共7页

利用缩尺模型试验的方法研究了线性剪切流下涡激振动发生时柔性立管的阻力特性.文中基于光纤光栅应变传感器测得的模型应变信息,采用梁复杂弯曲理论计算了立管的平均阻力,继而分析了阻力系数沿管长方向和雷诺数的分布特性以及涡激振动... 利用缩尺模型试验的方法研究了线性剪切流下涡激振动发生时柔性立管的阻力特性.文中基于光纤光栅应变传感器测得的模型应变信息,采用梁复杂弯曲理论计算了立管的平均阻力,继而分析了阻力系数沿管长方向和雷诺数的分布特性以及涡激振动对阻力系数的放大效应,并提出了用于估算柔性立管发生涡激振动时阻力系数的经验公式.结果表明：涡激振动对阻力系数有放大效应,使得立管局部阻力系数高达3.2;平均阻力系数在1.0×10~4到1.2×10~5的雷诺数区间内的值为1.3～2.0,并随雷诺数的增大而减小.本文提出的经验公式可准确估算高雷诺数下涡激振动发生时柔性立管的阻力系数,此经验公式考虑了流速、涡激振动主导模态以及主导频率对阻力系数的影响. 展开更多

关键词 剪切流 柔性立管 涡激振动 阻力系数 放大效应

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均匀流下柔性立管涡激振动响应及涡激力载荷特性研究 被引量：11

16

作者 宋磊建 付世晓 +2 位作者 任铁 于大鹏 张萌萌 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2017年第22期14-21,共8页

采用模型试验的方法研究了均匀流下柔性立管的涡激振动(VIV)响应特性及涡激力载荷特性。对均匀流场中柔性立管的VIV响应特性进行了分析,而后通过欧拉-伯努利梁动态响应控制方程和最小二乘法求取了柔性立管顺流向(IL)和横流向(CF)的涡激... 采用模型试验的方法研究了均匀流下柔性立管的涡激振动(VIV)响应特性及涡激力载荷特性。对均匀流场中柔性立管的VIV响应特性进行了分析,而后通过欧拉-伯努利梁动态响应控制方程和最小二乘法求取了柔性立管顺流向(IL)和横流向(CF)的涡激力系数。研究结果表明:均匀流下柔性立管的VIV为位移和主导频率不随时间变化的稳态响应,顺流向涡激振动的主导频率为横流向的2倍;柔性立管的激励系数与强迫振动试验获得的系数不一致,无因次频率处于激励区间的激励系数存在负值,激励系数不仅和无因次频率及无因次振幅相关,还与CF&IL方向位移相位角相关;在无因次频率0.13~0.22时,横流向的附加质量系数在1.5~3.0振荡变化;而顺流向的附加质量系数在无因次频率在0.26~0.42内从-1.0迅速增大到1.2后基本保持不变。 展开更多

关键词 柔性立管 涡激振动 涡激力 激励系数 附加质量系数

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正弦振荡来流下柔性立管涡激振动发展过程 被引量：18

17

作者 王俊高 付世晓 +1 位作者 许玉旺 宋磊建 《力学学报》 EI CSCD 北大核心 2014年第2期173-182,共10页

在风浪流的作用下,海洋浮式结构物将带动悬链线立管在水中作周期性往复运动,从而在立管运动方向上产生相对振荡来流,这种振荡来流将激励立管悬垂段发生"间歇性"的涡激振动.在海洋工程水池中对一个4 m长的立管微段进行模型试... 在风浪流的作用下,海洋浮式结构物将带动悬链线立管在水中作周期性往复运动,从而在立管运动方向上产生相对振荡来流,这种振荡来流将激励立管悬垂段发生"间歇性"的涡激振动.在海洋工程水池中对一个4 m长的立管微段进行模型试验研究,以探索相对振荡来流作用下立管涡激振动产生的机理及其发展的物理过程.试验通过振荡装置带动模型作正弦运动来模拟不同最大约化速度UR max、不同KC(Keulegan--Carpenter number)的相对振荡来流,利用光纤应变片测量立管涡激振动响应.结合模态分析方法处理试验数据得到位移响应时历,继而提出相对振荡来流下柔性立管涡激振动发展的3个阶段:建立阶段、锁定阶段以及衰减阶段.并进一步总结了最大约化速度UR max,KC对涡激振动发展过程的影响规律.最终获得不同最大约化速度UR max下,涡激振动各发展阶段随KC所占时间分布比例图. 展开更多

关键词 涡激振动发展过程 振荡来流 柔性立管 最大约化速度

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剪切来流下柔性圆柱体涡激振动响应试验研究 被引量：10

18

作者 高云 付世晓 +2 位作者 熊友明 杨家栋 王盟浩 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2016年第20期142-148,共7页

应用模型试验的方法,深入地研究了柔性圆柱体在剪切来流下的涡激振动响应。试验过程中通过旋转臂架从而形成相对剪切来流。通过测试得到的应变数据,基于模态叠加法得到圆柱体的涡激振动位移响应。研究结果表明:当折合速度较小时,响应频... 应用模型试验的方法,深入地研究了柔性圆柱体在剪切来流下的涡激振动响应。试验过程中通过旋转臂架从而形成相对剪切来流。通过测试得到的应变数据,基于模态叠加法得到圆柱体的涡激振动位移响应。研究结果表明:当折合速度较小时,响应频率会全程参加涡激振动;随着折合速度的上升,响应频率则会间歇性地参加涡激振动。涡激振动响应在横流方向仅存在一个锁定区域,而在顺流方向则存在两个锁定区域,其中第一个锁定区域与横流方向吻合。 展开更多

关键词 剪切来流 柔性圆柱体 涡激振动 驻波 行波 锁定区域

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表面粗糙度对立管涡激振动响应影响的试验研究 被引量：11

19

作者 高云 付世晓 +1 位作者 熊友明 刘理明 《船舶力学》 EI CSCD 北大核心 2015年第1期1-15,共15页

应用模型试验的方法,研究了表面粗糙度对立管涡激振动响应特性的影响规律,对不同粗糙度条件下立管所受拖曳力、升力、端部张力、漩涡泄放频率、结构振动响应频率、位移响应等参数的变化规律进行了对比分析。结果表明:与立管横向振动相比... 应用模型试验的方法,研究了表面粗糙度对立管涡激振动响应特性的影响规律,对不同粗糙度条件下立管所受拖曳力、升力、端部张力、漩涡泄放频率、结构振动响应频率、位移响应等参数的变化规律进行了对比分析。结果表明:与立管横向振动相比,立管流向振动更早出现锁定现象,因此当折合速度较低时,立管流向振动的涡激振动响应要大于横向振动。立管张力均存在两个峰值频率,其中一个峰值频率为主导频率,与拖曳力主导频率吻合,由流向涡激振动所产生;另一个峰值频率为主导频率的一半,与升力主导频率吻合,由横向涡激振动所产生。因此可以看出:横向涡激振动与流向涡激振动通过张力作用而相互影响。与光滑立管相比,表面粗糙度降低了立管的涡激振动位移响应,减小了涡激振动的锁定区域,但提高了漩涡泄放频率。对于不同粗糙度下的粗糙立管,随着粗糙度的增加,立管的锁定区域开始点逐渐提前,锁定结束点逐渐推迟,锁定区域逐渐变宽。 展开更多

关键词 涡激振动 表面粗糙度 试验研究 锁定区域

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剪切来流下柔性立管涡激振动抑制装置试验研究 被引量：7

20

作者 任铁 高云 +2 位作者 付世晓 杨家栋 赵勇 《船舶力学》 EI CSCD 北大核心 2016年第4期497-507,共11页

文章针对柔性立管螺旋列板抑制装置在剪切流场中的涡激振动响应特性进行了试验研究,试验过程中通过旋转臂架从而形成相对剪切来流。通过测试得到的应变数据,基于模态叠加法,可得到立管的位移响应等参数。试验中针对螺旋列板的螺距和鳍... 文章针对柔性立管螺旋列板抑制装置在剪切流场中的涡激振动响应特性进行了试验研究,试验过程中通过旋转臂架从而形成相对剪切来流。通过测试得到的应变数据,基于模态叠加法,可得到立管的位移响应等参数。试验中针对螺旋列板的螺距和鳍高的变化进行了分析,系统地研究了不同螺旋列板状态下立管的主导频率、主导模态、无量纲振幅比以及疲劳损伤等参数。研究结果表明:螺旋列板可以很好地抑制立管的涡激振动响应;与螺距相比,鳍高对立管涡激振动响应会带来更大的影响;剪切流场中立管螺距恒定为5.0D(D为立管外径)时,鳍高为0.15D时的立管具有最好的抑制效果。 展开更多

关键词 剪切来流 柔性立管 涡激振动 螺旋列板

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