海底多跨悬空输流管道流-固-土多场耦合机理及涡激振动特性研究

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    51479135
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    84.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    E1101.海岸工程与海洋工程
  • 结题年份:
    2018
  • 批准年份:
    2014
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2015-01-01 至2018-12-31

项目摘要

The bottom topography of deep sea is complex and highly variable, there is a lot of undulating terrain areas, and this causes the pipelines to have multiple spans. These free spans may experience Vortex-Induced Vibrations (VIV) when subjected to ocean current, which may lead to unacceptable accumulation of fatigue damage. Although, the VIV of single span pipelines has been thoroughly investigated for decades, few studies have been done on the VIV of multi-span pipelines. Each span may not be considered individually, but rather the entire system of spans must be analyzed as a unit. The pipe-soil interaction is complicated in shoulders,several vibration modes can become active, neighbor spans may interact dynamically. Up till now, the knowledge and guidelines are inadequate for satisfying the demand of ocean engineering under deep sea condition. This research project will investigate the Fluid-Structure-Soil interaction mechanism and VIV of multi-span pipeline conveying fluid mainly by experiment investigation, supplemented by theory analysis and numerical simulation. The pipe-soil interaction model will be built. The influence of internal fluid on VIV will be studied. The pure In-Line VIV of multi-span pipelines will be analyzed. The coupling between In-Line and Cross-Flow VIV will be illustrated. The interaction between adjacent spans will be discussed. The main aim of this research project is to supply the theory knowledge and engineering methods for pipeline vibration control and design.
深海海底地形复杂多变,存在大量地势起伏区域,管道铺设不可避免的会出现多段悬跨,由此引发的悬跨段涡激振动会导致结构严重疲劳损伤。长期以来,人们更多地关注单跨管道涡激振动问题,缺乏对多跨管道涡激振动方面的深入研究。多跨管道并非多个单跨管道的简单累加,其跨肩处管-土作用十分复杂,涡激振动常呈现多模态,相邻管跨彼此制约影响,现阶段,学术界对相关问题的认识水平还无法满足深海工程实际需求。本项目拟定开展海底多跨悬空输流管道流-固-土多场耦合机理及涡激振动特性研究,运用实验观测、辅以理论分析和数值模拟等手段,构建跨肩处管-土相互作用模型,分析内流和跨肩土体对多跨管道涡激振动的影响,讨论多跨管道纯顺流向涡激振动特性,探寻顺流向与横流向涡激振动的耦合机制,建立相邻管跨之间相互影响的判定准则,为深海海底管道设计和振动控制提供必要的理论支持和工程实用方法。

结项摘要

海底管道是深海油气开采输运不可或缺的关键设备之一,被誉为“海洋油气生命线”。由于深海海底地形复杂,管道铺设难度大、费用高,实际工程中的管道常直接铺设于起伏的海床表面,不做任何掩埋处理,加之海流冲刷作用,形成较长悬跨和多段悬跨的现象十分普遍。悬跨段的涡激振动(VIV)是导致结构损伤失效的重要诱因。海底悬跨管道涡激振动是一个海流、管道与跨肩处海床土体之间相互作用的流-固-土多场耦合问题,涉及多个领域、多个层面,目前大量相关基本理论认识尚不清晰。. 本项目的开展旨在破解多跨悬空输流管道VIV方面的相关科学难题,以深海海底多跨悬空输流管道为研究对象,通过实验研究、理论分析和数值模拟等多种研究手段,探究了跨肩处的管-土耦合作用机制,构建了多跨管道流-固-土多场耦合的预报模型,揭示了内部输运流体、跨肩管土作用、轴向力等对悬跨管道VIV的影响规律,研究了倾斜柔性圆柱涡激振动特性及其抑制措施等。. 经过四年的系统深入研究,取得了一系列理论层面和技术层面的突破,授权发明专利16项,发表学术期刊论文37篇(其中SCI检索21篇,EI检索期刊14篇);相关研究成果得到了国内外学者的广泛认可,能够为海洋管道的工程设计及振动控制提供必要的理论保障,具有重要的理论价值和工程意义。

项目成果

期刊论文数量(37)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(8)
专利数量(16)
圆柱顺流向涡激振动响应及流体力特征分析
  • DOI:
    10.1093/nar/gky1253
  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
    哈尔滨工程大学学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    徐万海;马烨璇;张书海;刘彬
  • 通讯作者:
    刘彬
A novel wake oscillator model for vortex-induced vibrations prediction of a cylinder considering the influence of Reynolds number
考虑雷诺数影响的圆柱体涡激振动预测的新型尾流振荡器模型
  • DOI:
    10.1007/s13344-018-0015-z
  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
    China Ocean Engineering
  • 影响因子:
    1.6
  • 作者:
    Gao Xi-feng;Xie Wu-de;Xu Wan-hai;Bai Yu-chuan;Zhu Hai-tao
  • 通讯作者:
    Zhu Hai-tao
考虑跨肩管土作用的悬跨管道涡激振动特性研究
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
    船舶力学
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    徐万海;谢武德;高喜峰;马烨璇
  • 通讯作者:
    马烨璇
Use of helical strakes for FIV suppression of two inclined flexible cylinders in a side-by-side arrangement
使用螺旋列板对并排布置的两个倾斜柔性气缸进行 FIV 抑制
  • DOI:
    10.1007/s13344-018-0034-9
  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
    China Ocean Engineering
  • 影响因子:
    1.6
  • 作者:
    Xu Wan-hai;Zhang Shu-hai;Zhou Li-dan;Gao Xi-Feng
  • 通讯作者:
    Gao Xi-Feng
An experimental study on the hydrodynamic features of two side-by-side flexible cylinders undergoing flow-induced vibrations in a uniform flow
均匀流中两个并排柔性圆柱体流激振动的流体动力学特性实验研究
  • DOI:
    10.1016/j.marstruc.2018.06.001
  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
    Marine Structures
  • 影响因子:
    3.9
  • 作者:
    Qinghua Han;Yexuan Ma;Wanhai Xu;Shuhai Zhang
  • 通讯作者:
    Shuhai Zhang

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi || "--"}}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year || "--" }}
  • 期刊:
    {{ item.journal_name }}
  • 影响因子:
    {{ item.factor || "--"}}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}

数据更新时间:{{ monograph.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}

数据更新时间:{{ sciAawards.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}

数据更新时间:{{ conferencePapers.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}

数据更新时间:{{ patent.updateTime }}

其他文献

非对称管-土边界的海底悬跨管道涡激振动特性
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2014
  • 期刊:
    地震工程学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    徐万海;谢武德;高喜峰;任钟书
  • 通讯作者:
    任钟书
45°大倾角倾斜柔性圆柱涡激振动不相关原则实验验证
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
    振动与冲击
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    徐万海;马烨璇;杜杰;罗浩
  • 通讯作者:
    罗浩
考虑跨肩管土作用的悬跨管道涡激振动特性研究
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    船舶力学
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    徐万海;谢武德;高喜峰;马烨璇
  • 通讯作者:
    马烨璇
近自由表面海流能发电装置VIVACE流激振动的实验研究
  • DOI:
    10.13465/j.cnki.jvs.2019.04.014
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    振动与冲击
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    徐万海;罗浩;孙海
  • 通讯作者:
    孙海
柔性圆柱涡激振动流体力系数识别及其特性
  • DOI:
    10.6052/0459-1879-16-263
  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
    力学学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    徐万海;马烨璇;罗浩;栾英森
  • 通讯作者:
    栾英森

其他文献

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi || "--" }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year || "--"}}
  • 期刊:
    {{ item.journal_name }}
  • 影响因子:
    {{ item.factor || "--" }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}
empty
内容获取失败,请点击重试
重试联系客服
title开始分析
查看分析示例
此项目为已结题,我已根据课题信息分析并撰写以下内容,帮您拓宽课题思路:

AI项目思路

AI技术路线图

徐万海的其他基金

极端海洋环境下水中悬浮隧道结构灾变机理与可靠性研究
  • 批准号:
    U2106223
  • 批准年份:
    2021
  • 资助金额:
    262 万元
  • 项目类别:
    联合基金项目
基于机器学习的海洋立管束流激振动碰撞智能识别及冲击动力学特性研究
  • 批准号:
  • 批准年份:
    2019
  • 资助金额:
    60 万元
  • 项目类别:
    面上项目
基于VIVACE海流能发电技术的海洋立管涡激振动自利用-自控制理论与实验研究
  • 批准号:
    51679167
  • 批准年份:
    2016
  • 资助金额:
    62.0 万元
  • 项目类别:
    面上项目
脉动内流-立管-外流漩涡脱落流-固耦合系统的非线性动力学特性研究
  • 批准号:
    51209161
  • 批准年份:
    2012
  • 资助金额:
    25.0 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目

相似国自然基金

{{ item.name }}
  • 批准号:
    {{ item.ratify_no }}
  • 批准年份:
    {{ item.approval_year }}
  • 资助金额:
    {{ item.support_num }}
  • 项目类别:
    {{ item.project_type }}

相似海外基金

{{ item.name }}
{{ item.translate_name }}
  • 批准号:
    {{ item.ratify_no }}
  • 财政年份:
    {{ item.approval_year }}
  • 资助金额:
    {{ item.support_num }}
  • 项目类别:
    {{ item.project_type }}
{{ showInfoDetail.title }}

作者:{{ showInfoDetail.author }}

知道了

AI项目解读示例

课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

        graph TD
          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
关闭
close
客服二维码