弱耦合算法及海底管道涡激振动响应研究

海底管线管跨的出现常伴随着周期性的漩涡发放，引起管跨的周期性涡激振动（VIV），涡激振动的存在对整个管线的安全性和完整性有着重大影响。本项目主要研究弱耦合算法并将其用于求解深水海底管道的非线性涡激振动问题。用CFD（计算流体动力学）计算得到结构外部作用的水动力即阻力、侧向力和升力，然后转换到结构有限元节点，耦合通过CFD网格点上的载荷转换到CSD（计算结构动力学）节点上以及CSD节点上的位移插值到CFD网格点上实现。本项目致力于开发及研究包含管内流体流速、水深、轴向力和压强的管结构单元、多跨情况下的土管耦合单元、合理的近壁条件以及移动边界问题处理方法。重点应用弱耦合算法进行海底管道涡激振动响应预报研究，探讨环境载荷、功能载荷、水深以及管道与壁面间隙比对管道涡激振动幅值和涡激振动频率响应特性的影响规律。发展弱耦合算法，最终达到更精确地预报海底管道涡激振动响应的目的。