海洋立管涡激振动抑制方法 [Suppression Method of Vortex Induced Vibration of Marine Risers] 下载 mobi epub pdf 电子书 2024

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内容简介

　　《海洋立管涡激振动抑制方法》针对海洋立管不可避免地承受涡激振动这一实际问题，在综述国内外研究成果和进展的基础上，阐述了诱导海洋立管涡激振动的机理，提出并划分了主动抑制和被动抑制及综合抑制涡激振动的方法，介绍了数值评价涡激振动抑制效果的手段，并对几种典型的和笔者设计提出的涡激振动抑制装置进行了数值分析及评价，总结了笔者近年来部分的研究成果。
　　《海洋立管涡激振动抑制方法》可作为海洋工程与技术、海洋油气工程、船舶与海洋工程、港口、海岸及近海工程等海洋科学与工程技术类专业的高年级本科生、研究生和教师，以及从事此类专业相关应用领域的工程技术人员的教学参考书，也可供从事海洋立管研究、设计和运营的科技人员参考。

内页插图

目录

第一章 绪论
第一节 涡激振动机理
第二节 涡激振动研究现状
第三节 涡激振动抑制研究现状
参考文献

第二章 海洋立管涡激振动抑制装置
第一节 抑制原理
第二节 抑制装置的分类
参考文献

第三章 抑制效果的数值评价方法
第一节 几何模型的选取
第二节 控制方程
第三节 流固耦合方法
第四节 动网格技术
参考文献

第四章 安装附属控制杆的抑制效果评价
第一节 固定控制杆抑制效果评价
第二节 旋转控制杆抑制效果评价
第三节 管束抑制效果评价
参考文献

第五章 安设可旋叶轮的抑制效果评价
第一节 三叶轮抑制效果评价
第二节 非对称十字叶轮抑制效果评价
参考文献

第六章 套装可旋罩壳的抑制效果评价
第一节 三角形整流罩抑制效果评价
第二节 回旋镖形整流罩抑制效果评价
参考文献

前言/序言

　　我国石油对外依存度已突破60%，国家能源安全危机凸显，在新能源开发技术还不够成熟的现状下，大力开发海洋油气资源已刻不容缓。党的十八大首次明确提出建设海洋强国，“海洋石油981”紧锣密鼓的勘探，“海洋石油982”的下水初试，都表明了我国政府开发海洋油气资源的决心和力度。海洋立管作为连接水下井口和海面浮式装置的关键纽带，承载着安全输送油气的重要使命。随着我国海洋油气资源开发力度的加大，必将有越来越多的立管敷设并投入使用。如果说海洋油气是破解我国能源困局的“救命血”，那么负责输送“救命血”的海洋立管可谓是我国国民经济可持续发展的命脉。
　　然而，海洋立管内部承载着高压油气流，外部承受着波、流载荷，服役环境异常恶劣。随着开发水深的不断加大，海洋立管的长径比越来越大，犹如一根面条悬挂在海水中，在波流的作用下不可避免地会发生涡激振动，一旦振动失效，不仅会造成巨大的经济损失，还会带来严重的海洋生态环境破坏。因此，海洋立管涡激振动抑制技术一直是海洋科学与工程技术领域科技人员的研究热点。
　　国内外学者自20世纪初就开始了柱体绕流引发涡激振动的研究，有大量的实验、数值模拟研究报道，其中不乏涡激振动抑制方面的研究成果，但至今仍罕见阐述涡激振动抑制方法的书籍。笔者在海洋立管涡激振动领域的研究已积累逾5年，出版本书意在整理这5年的研究成果，包括涡激振动机理、抑制装置及方法、数值评价手段等，旨在揭示抑制海洋立管涡激振动的原理，为立管结构设计、新型抑制装置研制提供技术依据。本书内容皆来自于笔者所承担的国家自然科学基金、四川省青年科技基金、西南石油大学科研启航计划等项目的研究成果，这些成果大多数已获国家发明专利授权或在SCI收录期刊发表。
　　全书共六章。第一章对涡激振动的机理、国内外研究现状以及抑制涡激振动的国内外研究动态进行了综述；第二章阐述了抑制涡激振动的原理，对现有的涡激振动抑制装置进行了分类；第三章系统介绍了评价涡激振动抑制效果的计算流体力学数值方法；第四章对圆柱体周围安装附属控制杆的抑制方式进行数值评价，包括主动旋转控制、被动固定控制和管束抑制三种方式；第五章对笔者设计提出的可旋叶轮抑制装置进行了数值评价，包括三叶轮和十字叶轮两种装置；第六章对套装在圆柱体外侧的罩壳抑制效果进行了数值评价，包括典型的三角形整流罩和笔者设计提出的回旋镖形整流罩。
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