海洋油气立管涡激振动特性研究任务书

 2021-09-07 19:18:14

1. 毕业设计(论文)主要内容:

海洋油气的开采包括海底钻井、采油及油气输送与储存。立管是连接水面设备和海底设备的重要通道,承担着隔离海水、引导钻具与管线、循环钻井液等重要作用。同时,海洋立管也是海洋油气开采中最脆弱、最容易损坏的设备。其浸没于海水之中,外部受到风、浪、流等载荷的作用,内部则有高压油气通过。尤其是其外部受到复杂洋流作用,会使立管周围产生周期性脱落的漩涡,进而对立管施加垂直于流向和顺流方向周期性的交变作用力,从而诱发立管的振动,即涡激振动(Vortex-induced Vibrations, VIV)。随着海洋石油不断向深海发展,立管的长度不断增长,长径比不断增大,其带来的后果是立管的刚度下降,固有频率降低,更容易发生共振。涡激振动导致的立管疲劳失效,一直以来都是海洋工程研究的热点问题。明晰大长径比立管振动规律,对提升我国深海油气的勘探开发水平具有重大意义。

本文拟采用Ansys Workbench软件,CFX Transient Structural模块进行双向流固耦合的数值模拟,得到立管在不同内外流作用下的振幅、频率以及绕流场等涡激振动特性,揭示流体流动对立管涡激振动特性的影响。

2. 毕业设计(论文)主要任务及要求

1. 在进行毕业论文任务分析、资料检索、调研的基础上完成开题报告。

2. 建立立管流固耦合分析模型。

3. 利用ANSYS Workbench软件计算内外流作用下立管的的流固耦合特性。

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3. 毕业设计(论文)完成任务的计划与安排

2017年02月16日--02月28日:

调研. 拟定提纲. 完成《开题报告》。

2017年03月01日--03月10日:

阅读参考文献,熟悉流固耦合数值仿真的基本流程。

2017年03月11日--03月20日:

建立立管流固耦合分析模型。

2017年03月21日--04月21日:

利用ANSYS Workbench软件计算内外流作用下立管的的流固耦合特性。

2017年04月22日--05月02日:

对不同内外流作用下立管涡激特性进行分析总结。

2017年05月03日--05月26日:

结果分析整理,完成并提交毕业论文。

4. 主要参考文献

1. 毕继红,王晖编著.工程弹塑性力学.天津天津大学出版社,2008.1

2. 余伟炜,高炳军主编.ANSYS 在机械与化工装备中的应用.北京:中国水利水电出版社,2007.

3. 陈严飞.海底腐烛管道破坏机理及极限承载力研究[D].大连:大连理工大学博士论文,2009.

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