基于声学流体的流固耦合及振动理论,对水流冲击下悬跨输油管道进行数值模拟,流场部分采用有限元体积法求解N-S方程,结构域采用有限单元法离散方程进行耦合面的数据传递。在此基础上计算对比了干、湿模态下悬跨管道的振动情况,分析了影响水下管道自振频率的因素及其发生涡激振动的响应规律。结果表明:管道自振频率受管径和悬跨长度影响较大;干模态下的自振频率为湿模态下的两倍左右,湿模态时自振频率与旋涡脱落频率更接近,必须考虑内外流体对管道自振频率的影响,避免共振的发生。
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