【摘 要】
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处于悬跨状态的海底管道及其内部流体构成一个耦合系统,内部流体对管线变形、固有频率和管壁应力都有影响。为了研究内流对管线的这些影响,本文针对两端铰支水下输油管道,分
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处于悬跨状态的海底管道及其内部流体构成一个耦合系统,内部流体对管线变形、固有频率和管壁应力都有影响。为了研究内流对管线的这些影响,本文针对两端铰支水下输油管道,分别采用三维弹性动力学方程和N-S方程模拟管道与内部流体。基于ADINA有限元计算软件,管线采用壳模型单元离散,内部流体采用四面体4节点单元离散。通过在流固边界上反复迭代,实现管线及内部流体系统的三维流固耦合计算。在数值计算得到的管线耦合系统的固有频率与Housner方程的理论解进行了比较的基础上,探讨了不同内流流速对不同跨长、管径管线管壁应力的影响,内部流体密度对管线管壁应力的影响,以及考虑管线外壁水压力作用的计算结果与通常假定管线在空气中的计算结果的差别。
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