Nội dung được dịch bởi AI, chỉ mang tính chất tham khảo
Hành Vi Động Học Của Một Ống Nổi Biển Dưới Hai Kích Thích Tần Số Tham Số Khác Nhau
Tóm tắt
Các ống nổi biển thường bị ảnh hưởng bởi các kích thích tham số từ sự dao động của lực kéo ở đỉnh ống. Lực kéo trên ống có thể dao động với nhiều tần số khác nhau do sóng không đều. Trong bài viết này, ảnh hưởng giữa các thành phần tần số khác nhau trong lực kéo trên hệ thống ống nổi được mô phỏng và phân tích lý thuyết. Sử dụng lý thuyết dầm Euler-Bernoulli, một mô hình động học cho các dao động của ống nổi được thiết lập. Lực kéo được đặt là dao động theo thời gian và có hai tần số khác nhau. Các ảnh hưởng từ biên độ dao động, tần số vòng tròn và góc pha của các thành phần tần số này lên hệ thống ống nổi được phân tích chi tiết. Khi hai tần số này dao động trong các khu vực ổn định, hệ thống ống nổi có thể trở nên không ổn định vì ?1+?22On. Biên độ dao động của các tần số này có ảnh hưởng nhỏ đến các thành phần của tần số dao động của ống nổi. Đối với các góc pha khác nhau, sự ổn định và hành vi động lực học của ống nổi sẽ khác nhau.
Từ khóa
#ống nổi biển #lực kéo #tần số #động học #ổn địnhTài liệu tham khảo
Cabrera-Miranda, J.M. and Paik, J.K., 2018. Long-term stochastic heave-induced dynamic buckling of a top-tensioned riser and its influence on the ultimate limit state reliability, Ocean Engineering, 149, 156–169.
Chatjigeorgiou, I.K. and Mavrakos, S.A., 2002. Bounded and unbounded coupled transverse response of parametrically excited vertical marine risers and tensioned cable legs for marine applications, Applied Ocean Research, 24(6), 341–354.
Franzini, G.R. and Mazzilli, C.E.N., 2016. Non-linear reduced-order model for parametric excitation analysis of an immersed vertical slender rod, International Journal of Non-Linear Mechanics, 80, 29–39.
Franzini, G.R., Pesce, C.P., Salles, R., Gonçalves, R.T., Fujarra, A.L.C. and Mendes, P., 2015. Experimental analysis of a vertical and flexible cylinder in water: response to top motion excitation and parametric resonance, Journal of Vibration and Acoustics, 137(3), 031010.
Hsu, C.S., 1975. The response of a parametrically excited hanging string in fluid, Journal of Sound and Vibration, 39(3), 305–316.
Kuiper, G.L., Brugmans, J. and Metrikine, A.V., 2008. Destabilization of deep-water risers by a heaving platform, Journal of Sound and Vibration, 310(3), 541–557.
Kuiper, G.L., Metrikine, A.V. and Battjes, J.A., 2007. A new time-domain drag description and its influence on the dynamic behaviour of a cantilever pipe conveying fluid, Journal of Fluids and Structures, 23(3), 429–445.
Lei, S., Zhang, W.S., Lin, J.H., Yue, Q.J., Kennedy, D. and Williams, F.W., 2014. Frequency domain response of a parametrically excited riser under random wave forces, Journal of Sound and Vibration, 333(2), 485–498.
Lei, S., Zheng, X.Y., Chen, D.Y. and Yi, L., 2017a. Instability analysis of parametrically excited marine risers by extended precise integration method, International Journal of Structural Stability and Dynamics, 17(8), 1750096.
Lei, S., Zheng, X.Y. and Kennedy, D., 2017b. Dynamic response of a deepwater riser subjected to combined axial and transverse excitation by the nonlinear coupled model, International Journal of Non- Linear Mechanics, 97, 68–77.
Meng, S., Song, S.D., Che, C.D. and Zhang, W.J., 2018. Internal flow effect on the parametric instability of deepwater drilling risers, Ocean Engineering, 149, 305–312.
Nayfeh, A.H. and Mook, D.T., 1995. Nonlinear Oscillations, Wiley-VCH, New York.
Patel, M.H. and Park, H.I., 1995. Combined axial and lateral responses of tensioned buoyant platform tethers, Engineering Structures, 17(10), 687–695.
Wang, Y.B., Gao, D.L. and Fang, J., 2015. Coupled dynamic analysis of deepwater drilling riser under combined forcing and parametric excitation, Journal of Natural Gas Science and Engineering, 27, 1739–1747.
Xiao, F. and Yang, H.Z., 2014. Probabilistic assessment of parametric instability of a top tensioned riser in irregular waves, Journal of Marine Science and Technology, 19(3), 245–256.
Xiao, F., Yang, H.Z., Lu, Q.J. and Zhang, L.B., 2013. Vortex-induced parametric resonance of top tensioned riser based on bi-frequency excitation, The Ocean Engineering, 31(2), 28–34. (in Chinese)
Xu, W.H., Zeng, X.H., Wu, Y.X. and Liu, J.Y., 2008. Hill instability analysis of TLP tether subjected to combined platform surge and heave motions, China Ocean Engineering, 22(4), 533–546.
Yang, H.Z. and Xiao, F., 2014. Instability analyses of a top-tensioned riser under combined vortex and multi-frequency parametric excitations, Ocean Engineering, 81, 12–28.
Yang, H.Z., Xiao, F. and Xu, P.J., 2013. Parametric instability prediction in a top-tensioned riser in irregular waves, Ocean Engineering, 70, 39–50.
Yuan, Y.C., Xue, H.X. and Tang, W.Y., 2018. A numerical investigation of vortex-induced vibration response characteristics for long flexible cylinders with time-varying axial tension, Journal of Fluids and Structures, 77, 36–57.
Zhang, X.D., Gou, R.Y., Yang, W.W. and Chang, X.P., 2018. Vortexinduced vibration dynamics of a flexible fluid-conveying marine riser subjected to axial harmonic tension, Journal of the Brazilian Society of Mechanical Sciences and Engineering, 40(8), 365.
Zhang, J. and Tang, Y.G., 2015. Fatigue analysis of deep-water risers under vortex-induced vibration considering parametric excitations, Journal of Coastal Research, 73(S1), 652–659.