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水下悬跨管道动力响应分析 被引量:27
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作者 包日东 闻邦椿 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2007年第8期140-143,共4页
水下悬跨输流管道在内外流作用下引起涡流振动和波激振动,对于地震较频繁地区,还将受到地震位移和加速度及地震引起的动水压力的作用,确保水下悬跨管道在各种冲击截荷作用下的安全,是管道可靠性设计及安全运行评估的重要内容。以水下管... 水下悬跨输流管道在内外流作用下引起涡流振动和波激振动,对于地震较频繁地区,还将受到地震位移和加速度及地震引起的动水压力的作用,确保水下悬跨管道在各种冲击截荷作用下的安全,是管道可靠性设计及安全运行评估的重要内容。以水下管道悬跨段为研究对象,考虑内外流体与管道间的流固耦合作用,将管跨处理成等截面的直梁模型,两端入土端的约束等效为弹性支承,采用模态叠加法对其进行动态响应研究,通过算例分析了涡激频率、地震频率和管外流速对管跨振动响应特性的影响。从计算结果看出,跨长、管径对冲击的动态响应有着重要影响。本文分析方法对水下管跨的动态设计和可靠性分析评估具有参考价值。 展开更多
关键词 水下悬跨管道 涡激振动 地震响应 固有频率 数值分析
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地震时海底悬跨管道动力特性试验研究 被引量:21
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作者 周晶 李昕 +1 位作者 马恒春 朱彤 《水利学报》 EI CSCD 北大核心 2003年第1期12-16,共5页
铺设在地震活跃区域的海底管道可能在地震荷载作用下发生破坏。利用水下振动台研究了海底悬跨管线在地震作用下的动力反应。试验中考虑了地震波输入方向、管道端部支撑情况、悬跨高度、悬跨长度和管内是否有水等因素。完成了这些因素组... 铺设在地震活跃区域的海底管道可能在地震荷载作用下发生破坏。利用水下振动台研究了海底悬跨管线在地震作用下的动力反应。试验中考虑了地震波输入方向、管道端部支撑情况、悬跨高度、悬跨长度和管内是否有水等因素。完成了这些因素组合的 12 0组试验 ,得到海底悬跨管道动力响应特性。试验结果表明水中管道与陆地悬空管道的动力反应存在明显差别 ;悬跨长度是控制管道反应的关键 ,水平地震输入对管道反应起控制作用 。 展开更多
关键词 底悬跨管道 水下振动台 模型试验 地震反应 地震荷载
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Experimental Study on Free Spanning Submarine Pipeline Under Dynamic Excitation 被引量:9
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作者 李昕 刘亚坤 +2 位作者 周晶 马恒春 朱彤 《China Ocean Engineering》 SCIE EI 2002年第4期537-548,共12页
Seismic load has a significant effect on the response of a free spanning submarine pipeline when the pipeline is constructed in a seismically active region. The model experiment is performed on an underwater shaking t... Seismic load has a significant effect on the response of a free spanning submarine pipeline when the pipeline is constructed in a seismically active region. The model experiment is performed on an underwater shaking table to simulate the response of submarine pipelines under dynamic input. In consideration of the effects of the terrestrial and submarine pipeline, water depth, support condition, distance from seabed, empty and full pipeline, and span on dynamic response, 120 groups of experiments are conducted. Affecting factors are analyzed and conclusions are drawn for reference. For the control of dynamic response, the span of a submarine pipeline is by far more important than the other factors. Meanwhile, the rosponse difference between a submarine pipeline under sine excitation and that under random excitation exists in experiments. 展开更多
关键词 free spanning submarine pipeline underwater shaking table model experiment dynamic response factor analysis
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海底悬跨管线的地震响应和振动控制 被引量:2
4
作者 周晶 李昕 马冬霞 《世界地震工程》 CSCD 2000年第4期58-62,共5页
渤海湾地区属于地震高发地区,在此处铺设海底管线必须考虑地震作用的影响。本文基于Morison方程建立了悬跨海底管线在地震作用下的动力方程。该方程考虑了海水对管道反应的影响,并对影响悬跨海底管线地震反应的因素进行了分析... 渤海湾地区属于地震高发地区,在此处铺设海底管线必须考虑地震作用的影响。本文基于Morison方程建立了悬跨海底管线在地震作用下的动力方程。该方程考虑了海水对管道反应的影响,并对影响悬跨海底管线地震反应的因素进行了分析。在此基础上建议了控制管道反应的方法。 展开更多
关键词 海底悬跨管线 地震反应 振动控制
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高雷诺数下海底悬跨管道绕流数值模拟 被引量:3
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作者 胡琴 万长成 +1 位作者 肖祥 王川 《机械强度》 CAS CSCD 北大核心 2018年第1期154-159,共6页
海底悬跨管道所处工作环境恶劣,失效形式多样,涡激振动是导致其疲劳破坏的重要原因。为研究不同悬跨间隙比和海底流速对悬跨管道涡激振动强度的影响规律,利用Fluent软件进行了实管径高雷诺数下的二维绕流数值模拟,得到涡旋脱落形态,升... 海底悬跨管道所处工作环境恶劣,失效形式多样,涡激振动是导致其疲劳破坏的重要原因。为研究不同悬跨间隙比和海底流速对悬跨管道涡激振动强度的影响规律,利用Fluent软件进行了实管径高雷诺数下的二维绕流数值模拟,得到涡旋脱落形态,升力和阻力系数变化曲线。结果表明:海底悬跨管道的升力系数幅值和阻力系数均值随间隙比增大而减小,最后趋于稳定。在小间隙比情况下会出现因管道底部流速增大引起管道两侧升力极值不相等的现象;随海底流速的增加,升力系数幅值和阻力系数均值呈先增后减的趋势,规律与常规圆柱绕流一致;升力系数频率随速度增加而增大,受间隙比的影响较小。工程实际中,海底管道的铺设要尽量避免海流流速高和悬跨间距大的水域,对危险悬跨区段应设置涡激抑制装置。 展开更多
关键词 高雷诺数 海底悬跨管道 数值模拟 涡激振动
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考虑几何非线性海底悬跨管道随机振动分析方法 被引量:2
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作者 何勇 龚顺风 金伟良 《工程力学》 EI CSCD 北大核心 2009年第10期233-239,共7页
考虑海底悬跨管道的几何非线性特征,建立了悬跨管道非线性随机振动响应分析方法。该方法结合模态分析,首先把系统隐式的非线性项转化为由模态坐标高次组合表示的显式非线性项,在此基础上引入虚拟激励法,建立结构在随机流力作用下的等效... 考虑海底悬跨管道的几何非线性特征,建立了悬跨管道非线性随机振动响应分析方法。该方法结合模态分析,首先把系统隐式的非线性项转化为由模态坐标高次组合表示的显式非线性项,在此基础上引入虚拟激励法,建立结构在随机流力作用下的等效线性化系统,从而确定结构非线性随机响应。通过对某一海底管道的分析结果,表明该方法能够有效的考虑几何非线性的影响且具有很高的计算效率。同时分析了悬跨长度、管道外径和残余应力因素对计算结果的敏感性。结果表明:当悬跨长度达到较大跨度后,忽略结构几何非线性的影响,将会导致较大的误差;在较大的跨距、较浅的水深、较小的外径、初始压应力这些因素下,管道响应幅值较大。因此在这些因素存在时,要引起高度的关注。 展开更多
关键词 海底悬跨管道 随机振动 几何非线性 等效非线性系统 虚拟激励法
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海底管道悬跨长度的计算 被引量:23
7
作者 董丽丽 徐慧 郭振邦 《中国海上油气(工程)》 2003年第6期16-18,23,共4页
总结目前常用的几种海底管道悬跨长度的评估方法 ,阐述DNV在 2 0 0 2年最新提出的海底管道悬跨长度评估指导性文件 (DNVRPF1 0 5)的特点以及当前的最新研究进展。论述内容有较强的实用性 。
关键词 海底管道 悬跨长度 计算 疲劳评估 输油管道
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海洋悬空管道非线性振动稳定性分析 被引量:3
8
作者 秦银刚 曹胜敏 《港工技术》 2009年第3期27-30,共4页
以海洋悬空管线为研究对象,根据海洋悬空管道的主要特征,将海洋悬空管道简化为两端简支梁力学模型,涡激升力简化为简谐荷载。在考虑管道非线性因素下,建立悬空管道的横向振动方程,并采用谐波平衡法对方程求解,可得出洋流涡激作用下海洋... 以海洋悬空管线为研究对象,根据海洋悬空管道的主要特征,将海洋悬空管道简化为两端简支梁力学模型,涡激升力简化为简谐荷载。在考虑管道非线性因素下,建立悬空管道的横向振动方程,并采用谐波平衡法对方程求解,可得出洋流涡激作用下海洋悬空管道横向振动失稳的双尖点突变模型,由此导出悬空管道失稳条件。根据失稳条件分析发现,海洋悬空管长度对稳定性影响起主导作用,并在假定其他条件不变的情况下,分析影响悬空管道稳定性的因素和悬空段临界长度之间的关系。分析结果表明:随着外流流速、管内流流速、管内压强的增加,悬空管道的临界长度减小;随着材料弹性模量、管外直径的增大,悬空段的临界长度增加;其他影响因素相比较而言可以忽略。 展开更多
关键词 悬空管道 涡激 非线性 失稳 双尖点突变
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海底悬跨管道二次挖沟结构响应演变 被引量:1
9
作者 刘绪都 李明昊 +2 位作者 冯新 刘锦昆 李昕 《油气储运》 CAS 北大核心 2022年第8期924-930,共7页
海底悬跨管道在二次挖沟过程中与周边土体发生复杂的管-土相互作用,其结构响应机理尚缺乏理论与试验研究。基于弹性力-重力相似律设计海底管道模型,采用分布式光纤传感器测量管道全长的应变响应,开展海底悬跨管道二次挖沟物理模拟试验... 海底悬跨管道在二次挖沟过程中与周边土体发生复杂的管-土相互作用,其结构响应机理尚缺乏理论与试验研究。基于弹性力-重力相似律设计海底管道模型,采用分布式光纤传感器测量管道全长的应变响应,开展海底悬跨管道二次挖沟物理模拟试验。结果表明:随着悬跨长度的增大,管道跨中及两侧反弯段应力集中趋于显著;在二次挖沟过程中,在管道触地后,将以跨中与两侧坡肩为边界形成两个新的不对称悬跨,跨中及两侧反弯段应力释放明显;此后随着开挖长度继续增大,两个新悬跨跨中应力集中位置不断向管道两端平移,两侧反弯段应力集中位置也分别向两端平移且趋于稳定。研究结果可为海底悬跨管道的治理提供理论依据。 展开更多
关键词 海底悬跨管道 二次挖沟 分布式光纤 应力集中 应力释放
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悬跨海底管道安全评估和风险分级 被引量:1
10
作者 王巍巍 《船海工程》 北大核心 2017年第5期115-118,共4页
为确定不同程度悬跨海底管道的安全性,以避免涡激共振为控制条件对不同振动方向和不同边界条件下海底管道悬跨临界长度计算方法进行分析,发现悬跨海底管道的安全长度与约化速度和边界条件具有正相关性;提出以不同条件下得出的临界悬跨... 为确定不同程度悬跨海底管道的安全性,以避免涡激共振为控制条件对不同振动方向和不同边界条件下海底管道悬跨临界长度计算方法进行分析,发现悬跨海底管道的安全长度与约化速度和边界条件具有正相关性;提出以不同条件下得出的临界悬跨长度值作为分级依据的悬跨海底管道风险分级方法,案例分析结果表明,该方法可识别出亟需治理的悬跨段,使有限的资源得到最优的分配。 展开更多
关键词 悬跨 海底管道 风险分级 临界长度 约化速度 涡激共振
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