金属材料与复合材料海洋立管的三维CFD涡激振动模拟  被引量:1

3D simulation of vortex-induced vibration for steel and composite risers

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作  者:王春光[1] 马银行[1] 孙明钰[2] 张璐[1] 王有镗[1] 

机构地区:[1]山东理工大学建筑工程学院,山东淄博255049 [2]长安大学公路学院,陕西西安710064

出  处:《山东理工大学学报(自然科学版)》2017年第5期35-41,共7页Journal of Shandong University of Technology:Natural Science Edition

基  金:山东省优秀中青年科学家科研奖励基金项目(BS2014SF013)

摘  要:研究了流固耦合作用下,传统金属海洋立管与复合材料海洋立管的涡激振动特性,并对比了雷诺数Re=7 500时,两种海洋立管的动力响应.利用ANSYS-Transient模块,采用等效模量法构建两种海洋立管模型;利用Fluent模块建立流体场模型,并通过system-coupling模块实现立管和流体场的流固耦合作用.由于两种海洋立管的外径、支撑条件、雷诺数等相同,所以它们的尾涡云图,速度矢量图及升阻力系数特性基本相同.但由于两种海洋立管的材料属性,顶张力等不同,它们的动力特性明显不同.相同流场条件下,复合材料海洋立管具有更大的变形及更小的应力响应.The Vortex-induced vibration(VIV)features of steel and composite risers are investigated with fluid to structure interaction(FSI)and their dynamic responses are compared with Re=7 500.ANSYS-Transient and Fluent are utilized to model the risers and flow field,respectively.The FSI is achieved by system-coupling.The trailing vortex,velocity vector and CLCDof the two types of risers are quite similar,for their outside diameters,support conditions and Re are the same.However,as their material properties and top-tension force are different,their dynamic responses are different.In the same flow field,composite riser has larger displacement and smaller stress.

关 键 词:水下管道 涡激振动 复合材料海洋立管 流固耦合 计算流体力学 

分 类 号:P756.2[天文地球—海洋科学]

 

参考文献:

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耦合文献:

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引证文献:

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