振荡来流下柔性立管涡激振动响应特性试验研究

王俊高，付世晓，许玉旺，宋磊建

（上海交通大学海洋工程国家重点实验室，上海200240）

振荡来流下柔性立管涡激振动响应特性试验研究

王俊高，付世晓，许玉旺，宋磊建

（上海交通大学海洋工程国家重点实验室，上海200240）

在顶部浮体的带动下，悬链线立管的动力响应会诱发其周围产生相对来流，而这种振荡来流将激励立管悬垂段产生“间歇性”的涡激振动。文章在海洋工程水池中对不同最大约化速度URmax、KC数组合下的振荡来流作用下的柔性立管开展模型试验研究，利用光纤应变片测量模型的涡激振动响应。结合模态分析与小波变换对试验数据进行分析，讨论并总结了最大约化速度URmax以及KC数对涡激振动位移幅值响应特性的影响规律。文中进一步分析发现振荡来流下的涡激振动响应还存在“迟滞”及“高阶谐频”现象。

振荡来流；涡激振动；迟滞；高阶谐频

0 引 言

在复杂的海洋环境载荷作用下，深海柔性立管的涡激振动呈现出多模态参与、随机性强等特点。因此，准确地预报立管在实际海洋环境中所受的载荷及动力响应一直是海洋工程领域中的重要课题。关于柔性立管涡激振动的预报方法，主要分为两种：基于强迫振荡试验的经验模型预报和模型试验。

比较有代表性的经验预报模型有Vandiver等[1]开发的SHEAR7和Larsen等[2]开发的VIVANA。经验预报模型基于强迫振荡试验得到的水动力系数，利用能量平衡迭代计算预报立管涡激振动。由于实际海洋环境与实验环境差异较大，这些方法给出的预报结果往往难以令人满意。……