細長柔性立管渦激振動的實驗研究.pdf

1、本論文的目的主要是通過開展物理模型實驗了解均勻流下立管多模態(tài)渦激振動響應特性及其影響因素，分析抑制措施的抑制效果，同時提高開展相關實驗研究的技術水平。因此，在大連理工大學海岸和近海工程國家重點實驗室的水槽和水池中開展了長細比分別為120和1700的柔性立管渦激振動實驗。 論文的第一部分首先結合水池實驗（本論文第二個實驗）的相關設置數據對立管實驗設計理論進行了詳細的說明，特別是傳感器個數及布置位置的選擇。隨后，以水池實驗的相關實驗

2、數據為基礎認真闡述了實驗數據的分析方法，通過此方法能夠利用有限的傳感器獲得的實驗數據完整重構立管模型的渦激振動特性，包括共振模態(tài)、響應頻率以及響應位移。 論文的第二部分開展了使立管模型內部分別充填空氣、水和沙的水槽實驗，從而研究質量比對細長柔性立管多模態(tài)渦激振動的影響。實驗結果表明，在高約化速度區(qū)域，三種質量比的立管模型的響應頻率處于自振頻率和渦脫落頻率之間，其中空管的響應頻率隨約化速度的增大而不斷增大；此區(qū)域內的同一流速下，質

3、量比大的立管模型響應位移小，其中空管的渦激振動響應一直處于大振幅的鎖定狀態(tài)下。在相同流速下，質量比大的立管模型所激起的模態(tài)更高。 論文的最后一部分內容為立管水池拖拉實驗，研究細長柔性立管的多模態(tài)渦激振動特性，包括立管模型未附有抑制措施（由課題組相關人員設計）和附有抑制措施的兩種情況。立管模型為鋼管，長細比為1700。浸沒在水下的立管模型在經過嚴格設計的支架的勻速拖動下等效于受到均勻流的作用，立管模型能夠在CF和IL方向自由振動。