带浮力块立管的横流-顺流双向涡激振动响应研究

作者：庄陈怡; 李宇坤; 袁昱超^*; 薛鸿祥; 唐文勇

来源：振动与冲击, 2022, 41(13): 59-66.

DOI：10.13465/j.cnki.jvs.2022.13.008

• 顶张式立管
• 浮力块
• 涡激振动
• 横流-顺流双向
• 频域预报

布置浮力块是降低深海立管对顶张力的需求以及减小涡激振动疲劳损伤的重要途径，对带有浮力块的立管涡激振动响应展开研究，为理论及实际工程应用提供一定参考。基于刚性圆柱体双向强迫振荡试验数据及能量守恒原理，建立了布置有浮力块的顶张式立管双向涡激振动响应频域预报模型，研究不同浮力块覆盖率对立管涡激振动响应的影响。从抑制涡激振动疲劳损伤角度出发，进行浮力块布置方案优化研究。结果表明，浮力块交错分布可有效降低立管的疲劳损伤，而浮力块全覆盖将增加立管的疲劳损伤。对立管进行浮力块布置时，应使立管涡激振动由立管和浮力块共同控制，以减少振动发生并降低疲劳损伤；亦可使立管涡激由浮力块单独控制，以降低响应模态阶次。同时，为避免产生过大的位移响应，应降低高流速区浮力块的覆盖率以控制结构的能量输入。

• 单位
  上海交通大学; 建筑工程学院; 海洋工程国家重点实验室