| 摘要 | 第1-6页 |
| Abstract | 第6-12页 |
| 1 绪论 | 第12-33页 |
| ·研究背景和意义 | 第12-15页 |
| ·涡激振动研究综述 | 第15-31页 |
| ·涡激振动实验研究 | 第16-27页 |
| ·涡激振动数值模拟研究 | 第27-30页 |
| ·涡激振动抑制措施研究 | 第30-31页 |
| ·本文工作 | 第31-33页 |
| 2 涡激振动的基本理论 | 第33-62页 |
| ·漩涡的形成与脱落 | 第33-39页 |
| ·漩涡的形成 | 第33-36页 |
| ·漩涡的脱落形态 | 第36-38页 |
| ·漩涡的脱落频率 | 第38-39页 |
| ·漩涡脱落产生的流体力 | 第39-44页 |
| ·涡激振动与锁定现象 | 第44-45页 |
| ·单自由度与双自由度 | 第45-47页 |
| ·节段刚性圆柱涡激振动 | 第47-54页 |
| ·弹性支撑刚性圆柱的涡激振动 | 第47-52页 |
| ·刚性圆柱受迫振动 | 第52-54页 |
| ·长柔性圆柱的涡激振动 | 第54-56页 |
| ·立管固有模态特征 | 第56-59页 |
| ·涡激振动的抑制 | 第59-60页 |
| ·相关的基本参数 | 第60-61页 |
| ·本章小结 | 第61-62页 |
| 3 立管涡激振动实验方法 | 第62-79页 |
| ·模态分解法 | 第62-65页 |
| ·侧应变测量方法 | 第65-66页 |
| ·信号滤波处理 | 第66-67页 |
| ·实验传感器选取 | 第67-70页 |
| ·传感器选取要求 | 第67-68页 |
| ·电信号传感器 | 第68页 |
| ·光纤光栅应变传感器 | 第68-70页 |
| ·FBG传感器率定与串联 | 第70-72页 |
| ·传感器的布置 | 第72-74页 |
| ·传感器数量选择 | 第72-73页 |
| ·传感器安装分布位置 | 第73-74页 |
| ·涡激振动响应频率和流速预测 | 第74-75页 |
| ·流速与端部张力设置 | 第75-78页 |
| ·流速设置 | 第75页 |
| ·端部张力设置 | 第75-78页 |
| ·本章小结 | 第78-79页 |
| 4 垂向管水槽涡激振动实验研究 | 第79-109页 |
| ·实验水槽 | 第79-80页 |
| ·立管模型 | 第80-82页 |
| ·立管模型的规格和材料选择 | 第80-81页 |
| ·UPVC管的线弹性测定 | 第81-82页 |
| ·立管模型三种质量比设置 | 第82页 |
| ·FBG传感器布置 | 第82-84页 |
| ·裸管涡激振动实验工况 | 第84-85页 |
| ·裸管涡激振动结果与分析 | 第85-99页 |
| ·裸管模型自振频率 | 第85-86页 |
| ·涡激振动应变与位移响应 | 第86-88页 |
| ·模态响应随流速变化 | 第88-90页 |
| ·无因次响应频率与约化速度对应关系 | 第90-95页 |
| ·无因次响应振幅与约化速度对应关系 | 第95-97页 |
| ·位移均方根与位移最大值 | 第97-99页 |
| ·多根附属控制杆VIV抑制措施 | 第99-102页 |
| ·多根控制杆抑制措施 | 第99-100页 |
| ·带三根控制杆的立管模型设置 | 第100-102页 |
| ·带三根控制杆的立管VIV实验工况 | 第102页 |
| ·带三根控制杆立管与裸管VIV结果对比 | 第102-108页 |
| ·位移响应幅值对比 | 第102-104页 |
| ·位移响应频率对比 | 第104-105页 |
| ·位移标准差和位移最大值的对比 | 第105-108页 |
| ·本章小结 | 第108-109页 |
| 5 水平管水池拖曳涡激振动实验研究 | 第109-143页 |
| ·实验设置 | 第109-115页 |
| ·实验水池与拖曳系统 | 第109-110页 |
| ·立管模型 | 第110-112页 |
| ·流速与端部张力 | 第112-113页 |
| ·传感器的布置 | 第113-115页 |
| ·立管模型的自振频率测量 | 第115-116页 |
| ·端部张力的变化 | 第116-117页 |
| ·立管涡激振动应变响应 | 第117-119页 |
| ·涡激振动的高倍谐振现象 | 第119-123页 |
| ·涡激振动响应模态特性 | 第123-126页 |
| ·模态权重分布 | 第123-124页 |
| ·主导响应模态与频率 | 第124-126页 |
| ·涡激振动位移响应特性 | 第126-131页 |
| ·测点处响应位移与频率 | 第126-128页 |
| ·位移标准差随流速变化 | 第128-131页 |
| ·立管响应的轴向变化 | 第131-134页 |
| ·多个模态同频率振动现象 | 第134-137页 |
| ·立管涡激振动疲劳分析 | 第137-141页 |
| ·本章小结 | 第141-143页 |
| 6 刚性圆柱涡激振动的二维离散涡法时域模型 | 第143-174页 |
| ·二维离散涡法水动力时域模型 | 第143-160页 |
| ·控制方程与初-边界条件 | 第143-146页 |
| ·计算诱导速度的涡模型 | 第146-148页 |
| ·涡的生成 | 第148-151页 |
| ·涡的脱落 | 第151-153页 |
| ·涡的扩散和对流 | 第153-156页 |
| ·流体作用力的计算 | 第156-158页 |
| ·快速多极子法加速计算 | 第158-160页 |
| ·固定圆柱绕流的模拟 | 第160-163页 |
| ·运动圆柱的处理 | 第163-166页 |
| ·运动圆柱绕流的模拟 | 第166-172页 |
| ·受迫振动圆柱绕流 | 第166-169页 |
| ·弹性支撑刚性圆柱涡激振动 | 第169-172页 |
| ·本章小结 | 第172-174页 |
| 7 长柔性立管涡激振动的准三维时域模型 | 第174-193页 |
| ·立管结构有限元模型 | 第174-184页 |
| ·控制方程与模型建立 | 第174-179页 |
| ·立管结构固有特征计算 | 第179-180页 |
| ·结构运动方程求解 | 第180-182页 |
| ·立管结构有限元模型验证 | 第182-184页 |
| ·基于切片法的准三维涡激振动时域模型 | 第184-186页 |
| ·长柔性立管涡激振动模拟算例及结果对比 | 第186-192页 |
| ·ExxonMobil长柔性立管涡激振动实验的算例 | 第186-188页 |
| ·水平管水池拖曳涡激振动实验的算例 | 第188-192页 |
| ·本章小结 | 第192-193页 |
| 结论与展望 | 第193-196页 |
| 变量符号说明 | 第196-198页 |
| 参考文献 | 第198-206页 |
| 创新点摘要 | 第206-207页 |
| 攻读博士学位期间发表学术论文情况 | 第207-208页 |
| 致谢 | 第208-209页 |
| 作者简介 | 第209-210页 |