| 涡激致顶张力立管双频参量共振研究 |
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| 引用本文： | 肖 飞,杨和振,卢其进,张黎邦. 涡激致顶张力立管双频参量共振研究[J]. 海洋工程, 2013, 31(2): 28-34 |
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| 作者姓名： | 肖 飞 杨和振 卢其进 张黎邦 |
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| 作者单位： | 上海交通大学 船舶海洋与建筑工程学院 海洋工程国家重点实验室， 上海 200240;上海交通大学 船舶海洋与建筑工程学院 海洋工程国家重点实验室， 上海200240;上海交通大学 船舶海洋与建筑工程学院 海洋工程国家重点实验室， 上海 200240;Mediterranean Shipping Company Kenny，Houston，TX77084，USA |
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| 基金项目： | 国家自然科学基金资助项目（51009093）；国家自然科学重点基金资助项目（50739004） |
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| 摘 要： | 研究了涡激力作用导致顶张力立管基于双频激励的参量共振机理。随着海洋油气开发走向深水,参量共振成为深海立管设计面临的挑战之一。立管系统一旦发生参量共振,将因应力过大或疲劳损伤而发生破坏,造成油气泄漏从而带来环境污染和重大经济损失。顶张力立管受涡激力作用产生横向运动,引起轴向张力波动,满足一定条件时,立管将发生参量共振。目前研究多以单频外激励探讨立管的马修不稳定性,而实际激励为多频叠加,因此双频外激励被提出并被应用于对立管参量稳定性的探讨。研究建立了顶张力立管非线性耦合的运动方程,并推导了多频激励马修方程,采用布勃诺夫-伽辽金法求解有阻尼马修方程,对比分析了单频和双频激励对顶张力立管参量稳定性的影响,探讨了双频激励马修方程设计深海顶张力立管参量稳定性的应用。研究表明:涡激致顶张力立管产生轴向应力波动,进而导致立管系统发生参量共振的现象值得设计人员关注;此外,实际工程设计中激励函数的选取,对被研究系统参量稳定性特性以及阻尼特性的预测具有决定性影响。
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| 关 键 词： | 涡激力 顶张力立管 参量共振 马修方程 双频激励 阻尼 |
Vortex-induced parametric resonance of top tensioned riser based on bi-frequency excitation |
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| XIAO Fei,YANG He-zhen,LU Qi-jin and ZHANG Li-bang. Vortex-induced parametric resonance of top tensioned riser based on bi-frequency excitation[J]. The Ocean Engineering, 2013, 31(2): 28-34 |
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| Authors: | XIAO Fei YANG He-zhen LU Qi-jin ZHANG Li-bang |
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| Abstract: | |
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| Keywords: | vortex-induced force top tensioned riser parametric resonance Mathieu equation bi-frequency excitation damping |
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