柔性圆柱群的流动干涉和涡激振动研究

项目名称： 柔性圆柱群的流动干涉和涡激振动研究

项目编号： No.51409041

项目类型： 青年科学基金项目

立项/批准年度： 2014

项目学科： 水利工程

项目作者： 吴浩

作者单位： 大连理工大学

项目金额： 25万元

中文摘要： 深海油气开发工程中柔性立管常以管群形式出现，由于流动干涉作用，多根立管的涡激振动响应特性与单根立管大不相同，而目前对该问题的研究工作非常缺乏。本项目将通过实验和数值模拟相结合的方法研究柔性圆柱群的流动干涉和涡激振动，包括：（1）开展物模实验，利用三维非接触测量技术，在均匀流和不同空间布置形式下，测量得到结构振动响应和流体三维速度场实验结果；（2）建立三维流固耦合数值模型，开展数值模拟将流场条件扩展到剪切流和更高雷诺数范围，考虑圆柱体物理特性的变化以及更复杂的布置形式，获得包括压力场等更丰富的数值计算结果。（3）通过综合分析实验和数值结果，研究流场条件、布置形式和结构物理特性与结构动力响应和水动力特性的依赖关系，揭示流动干涉作用下柔性圆柱群涡激振动的基本物理机理。本项目的实施将为实际工程深海立管群的疲劳预报分析提供实验资料和理论依据，为广泛的流固耦合问题提供有力的三维数值分析工具。

中文关键词： 柔性圆柱群；流动干涉；涡激振动；流固耦合；柔性立管

英文摘要： Flexible risers of the deep-sea oil production engineering are generally arranged in groups. Due to flow interference effect, the response characteristic of vortex induced vibration (VIV) of multiple risers are quite different from the single riser, while

英文关键词： flexible cylinder group；flow interference；vortex-induced vibration；fluid-structure coupling；flexible riser