基于流固耦合的多相流作用下水下管道流致振動(dòng)特性研究.pdf

1、水下管道是海洋油氣資源開發(fā)中重要的組成部分。根據(jù)水下管道設(shè)計(jì)的要求,管道設(shè)計(jì)時(shí)一般為靜強(qiáng)度設(shè)計(jì),動(dòng)強(qiáng)度設(shè)計(jì)主要集中于管道的渦激振動(dòng)分析。由于水下油氣分離技術(shù)要求高且成本高,油氣多相混輸技術(shù)得到廣泛應(yīng)用。為提高生產(chǎn)率,內(nèi)流逐漸向高流速、高壓發(fā)展,這使得水下管道更容易出現(xiàn)流致振動(dòng)的現(xiàn)象。由于多相流流動(dòng)的不穩(wěn)定性,使得多相流管道的振動(dòng)問題變得十分復(fù)雜。CFD和CSD結(jié)合的流固耦合方法充分利用CFD方法對(duì)復(fù)雜流體問題的準(zhǔn)確仿真和CSD求解結(jié)構(gòu)動(dòng)

2、態(tài)響應(yīng)的優(yōu)勢,越來越多地應(yīng)用到多相流管道振動(dòng)問題的研究上來。
　　本文主要從三個(gè)方面對(duì)水下管道流致振動(dòng)特性研究進(jìn)行了說明。首先介紹了流固耦合方法的基本原理,并結(jié)合目前常用的流固耦合工具ANSYS和MpCCI對(duì)CFD和CSD相結(jié)合的流固耦合方法進(jìn)行了介紹,并討論了各自的特點(diǎn)。
　　其次,對(duì)多相流的特征參數(shù)進(jìn)行了說明,同時(shí)對(duì)水平管道和垂直管道內(nèi)的多相流流型進(jìn)行了介紹。推導(dǎo)了氣液兩相流作用下兩端簡支直管的振動(dòng)方程并求解得到了管道的