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立管涡激振动的实验研究与离散涡法数值模拟

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

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