渦激振動的非線性振子模型研究.pdf

1、隨著深海能源的開發(fā)和海洋工程的發(fā)展,海洋管道和立管的渦激振動問題受到了國內外的關注。對渦激振動的研究主要有三個方向,即實驗、數值模擬和半經驗數學模型。由于實驗的費用較高,數值模擬對計算機資源的需求量大、效率低都很難滿足工程需要,因此渦激振動的半經驗模型受到了廣泛關注。
　　 本文針對渦激振動的半經驗數學模型,分別基于動力學普遍方程(達朗貝爾-拉格朗日原理)和哈密頓原理建立了渦激振動的功率方程模型和尾流振子模型。
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2、激振動的功率模型不需要任何假設,只借助連續(xù)介質力學的一般性質就可以推導出形式簡潔的運動方程。但是,該模型需要結構附近的流場信息,仍屬半經驗模型。本文基于已有的實驗數據,根據CFD數值模擬提供的流場信息對自由振動圓柱的功率方程進行了求解,同時對其可靠性進行了檢驗和討論。
　　 渦激振動的尾流振予模型在推導過程中使用了哈密頓原理,其該方法適用性強,易于拓展。尾流振子模型需要給出結構所受流體水動力和流體振子的非線性阻尼的數學表達形式。