[发明专利]一种深水立管尾流振动试验方法

权利要求书

1.一种深水立管尾流振动试验方法，包括如下步骤：

(1)将试验装置放置在水槽中，所述试验装置包括上游圆柱和下游翼形柱；将上游圆柱和下游翼形柱均竖立设置并固定在水槽中部的水流稳定区，以上游圆柱在前、下游翼形柱在后的顺序迎着水流方向排列，使得上游圆柱和下游翼形柱的轴线位于水槽的中轴线；在上游圆柱中部表面贴有应变片和压力传感器；在下游翼形柱中部的表面也贴有应变片和压力传感器；

(2)水槽充水至上游圆柱或下游翼形柱高度的2/3及以上；

(3)设定上游圆柱和下游翼形柱的间距为间距系列设定值，所述间距系列设定值为上游圆柱直径的整数倍；

(4)设定水槽内水流流速为流速系列设定数值；所述流速系列设定值为使水槽内水流流速的雷诺数达到特定值；

(5)启动造流泵并调整水流流速使雷诺数达到流速系列设定值中某一流速设定值；

(6)取上游圆柱和下游翼形柱的间距为间距系列设定值中的某一间距设定值，并保持这个间距；

(7)通过上游圆柱和下游翼形柱中部的表面贴有的应变片和压力传感器，分别测量上游圆柱和下游翼形柱的动应变和动水压力值；

(8)分析上游圆柱和下游翼形柱的测量数据，计算出振动频率、振动幅值和涡激升力的频率和大小；

(9)关闭造流系统，调整并固定上游圆柱和下游翼形柱的间距为间距系列设定值的另一个整数倍；重复步骤7-8，直至试验完每个间距系列设定值；

(10)启动造流泵并调整水流流速使雷诺数达到流速系列设定值中另外一个流速设定值；

(11)重复步骤6-9；直至试验完每个流速系列设定值；

(12)对上述试验数据进行分析可得出在不同雷诺数范围，尾流振动与上下游圆柱和下游翼形柱间距的关系。

2.根据权利要求1所述的深水立管尾流振动试验方法，其特征在于：所述间距系列设定值分别为上游圆柱直径的10倍、9倍、8倍、7倍、6倍、5倍、4倍、3倍、2倍、1倍。

3.根据权利要求1所述的深水立管尾流振动试验方法，其特征在于：所述流速系列设定值是分别使雷诺数达到300、2000、20000、200000的流速。

4.根据权利要求1所述的深水立管尾流振动试验方法，其特征在于：所述试验装置还包括框架；所述的上游圆柱为圆柱体，按中心轴竖向设置在框架内；所述下游翼形柱的横截面为机翼形，前缘为前突的圆弧形，圆弧形的半径与上游圆柱的半径相等，后缘为两侧厚度逐渐收小合拢的翼尾，下游翼形柱竖向设置在框架内；所述上游圆柱中心轴线和下游翼形柱的中心轴线相互平行且在一个平面内。