[发明专利]一种深水立管尾流振动试验方法

摘要

本发明公开了一种深水立管尾流振动试验方法。该方法将包括上游圆柱和下游翼形柱的试验装置放置在水槽中，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；在上游圆柱中部和下游翼形柱中部的表面均贴有应变片和压力传感器。在调节水槽水流速度达到设定的雷诺数条件下，分别测得上游圆柱和下游翼形柱不同间距时的横向振动值，从而找出尾流振动与上游圆柱和下游翼形柱不同间距的关系。本发明为控制下游立管的振动，进一步研究尾流振动机理提供了切实可行的试验方法。

主权项

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。