【出 處】：

【作 者】： 王琳 [1] ; 劉昶 [1] ; 李玉星 [1] ; 胡其會 [1] ; 王婭婷 [2]

【摘 要】大尺寸的立管渦激振動三維數值模擬的代價大, 計算效率低, 為此, 采用一種基于彈簧-質量模型的等效二維模型, 通過二維數值模擬求解三維問題中管道的振幅和頻率, 進而對立管疲勞壽命的影響因素進行分析.二維模型中, 應用彈簧-質量模型, 利用胡克定律和簡支梁的撓度方程對彈性系數進行推導; 數值模擬中, 利用ANSYS 軟件對流體與結構進行耦合求解, 對不同海流流速、管長、壁厚條件下的立管中點的振幅和頻率進行計算; 基于Miner 疲勞損傷累積理論和S-N 曲線對立管疲勞壽命進行計算, 對疲勞壽命的影響因素進行分析.分析結果表明, 在2. 5×10^4≤Re≤2. 5×10^5 范圍內, 隨著海洋流速的增加, 立管振幅和頻率增大, 疲勞壽命縮短; 隨著立管長度的增加, 振幅增大, 疲勞壽命縮短; 隨著管道壁厚增加, 立管振幅減小, 疲勞壽命延長.研究結果可為立管的疲勞壽命預測與抑振設計提供指導.