刘晓春,郭海燕,张永波,张文冬

(中国海洋大学工程学院,山东青岛266100)

月牙肋抑振装置对柔性立管涡激振动抑振作用的试验研究

刘晓春,郭海燕,张永波,张文冬

(中国海洋大学工程学院,山东青岛266100)

海洋立管的涡激振动会对立管结构的疲劳寿命产生严重的影响。提出1种月牙肋抑振装置,通过在室内水槽中进行物理模型试验,研究该装置在涡激振动情况下对立管的抑振作用。测得该装置在立管表面不同布置方式时顺流向及横流向振动的应变时程曲线,使用DASP软件对所测数据进行分析处理,得到立管的振动幅值和功率谱。试验结果表明:这种月牙肋抑振装置可明显降低立管模型的振动幅值,且对振动频率有一定的影响,同时也表明不同的布置方式对立管的抑振效果也不相同。

月牙肋;涡激振动;抑振试验

海洋立管是海洋油气资源开发系统中连接海底设施和海面作业平台的关键设备,在海洋环境中主要承受风、浪、流等荷载的作用。当海流以一定的流速经过立管时,会在立管两侧产生交替的涡旋脱落,诱发立管产生涡激振动(VIV)[1]。当涡旋脱落频率接近立管的自振频率时会发生频率锁定(lock-in)现象,此时立管振动加剧,振幅增大。涡激振动是导致海洋立管发生结构失稳和疲劳破坏的主要原因,不仅会带来巨大的经济损失,而且还会使海洋环境遭到严重污染,因此抑制海洋立管涡激振动至关重要。

为了减少或阻止涡激振动造成的破坏,延长海洋立管的使用寿命,国内外许多学者对海洋管道抑振方法进行了研究和总结[2-8]。……