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申请/专利权人：哈尔滨理工大学
摘要：一种海洋立管涡激振动抑制性能及疲劳寿命模拟方法，涉及海洋立管领域。目前，针对海洋内输油管道的立管结构和材料的振动疲劳寿命的仿真模拟研究不足的问题。一种海洋立管涡激振动抑制性能及疲劳寿命模拟方法，从管束的结构、尺寸、材料和疲劳寿命等方面对海洋立管的抑振效果进行分析，对海洋立管振动情况分析，综合考虑不同立管结构、附加抑振结构的尺寸参数，研究不同内衬层和不同来流速度下复合材料海洋立管涡激振动结构响应特征和铺层力学分析，确定不同的几何参数和不同复合材料设置使得抑振效果达到最佳。本发明方法能更准确地预测立管涡激振动抑制性能及疲劳寿命，避免了因开采工程中流体振动而带来的安全隐患。
主权项：1.一种海洋立管涡激振动抑制性能及疲劳寿命模拟方法，其特征在于：所述方法通过以下步骤实现：步骤一、基于涡激振动的基本原理和相关参数，设计双向流固耦合的计算方法、流体力学控制方程、湍流模型以及动网格方法，并基于ANSYSWorkbench平台的Fluent模块、TransientStructural模块和SystemCoupling模块模拟双向流固耦合方法；步骤二、模拟导流板、整流罩和螺旋侧板的截面造型对涡激振动抑制效率，设计齿轮形侧板，通过改变结构参数模拟不同尺寸对振动抑制的效果；步骤三、对复合材料海洋立管进行湿模态模拟，在不同参数下复合材料海洋立管涡激振动数值模拟，模拟不同材料内衬层下涡激振动对复合材料海洋立管的振动响应和不同铺层角度的纤维层的受力情况；模拟不同来流速度下涡激振动对复合材料海洋立管的振动响应和不同铺层角度纤维层的受力情况，并模拟流场尾涡；步骤四、计算对不同流速、结构、复合材料下立管的各点处的振幅和频率，获得各状态下立管节点的疲劳寿命，分析疲劳寿命的影响因素；根据疲劳可靠性理论的基本原理，推导海洋立管的失效概率及可靠性指标的计算公式，对附加抑制装置的复合材料海洋立管的疲劳可靠性进行模拟，并获得海洋立管的可靠度及对应的可靠性指标。
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