On the delicate state of instability of a vertical riser transporting fluid

The variation in the dynamic characteristics of a flexible riser as the riser transitions from a vertical riser to a catenary-type riser is investigated. It is well known that the straight configuration of a flexible vertical riser conveying fluid destablizes in a divergence-type instability once the velocity of the transporting fluid exceeds a critical speed. As expected, the instability persists if a slight horizontal offset is introduced at the hang-off point. However, as demonstrated in this paper, if a finite horizontal offset is introduced then the instability vanishes and the resulting static configuration of the catenary-type riser is stable regardless of the transport speed of the fluid.     

Experimental Study on the Vortex-Induced Vibration of Fixed-Hinged Flexible Risers北大核心CSCD

海洋立管顶部常铰接于浮式平台下方,在海流激励下存在涡激振动响应,潜在疲劳失效的风险.该文采用非介入光学测试方法（高速摄像）,对布置于循环水槽中顶部铰接-底部固定的悬链线柔性立管进行了振动响应研究.实验结果表明,立管三个方向被激发的振动模态阶数与主导振动频率均随约化速度的增加而逐渐升高,平面外的最大均方根振幅在模态过渡时有先降后升的变化,与振动模态分支相呼应.流体与立管之间能量传递在不同方向的分布存在一定差异,导致不同步的模态过渡现象.平面内振动存在与平面外振动主导频率吻合的频率,根据其是否主导对应管段的平面内振动,将其分为强耦合和弱耦合两种模式.     

Effect of Water Absoption,Elevated Temperatures and Fatigue on the Mechanical Properties of Carbon-Fiber-Reinforced Epoxy Composites for Flexible Risers

The influence of water absorption, under different temperatures and thermal aging in an oven, on the elastic and strength characteristics of carbon-fiber-reinforced epoxy composites is investigated by comparative tests in three-point bending. The tension-tension fatigue behavior of the composites is also studied.     

重油催化裂化装置提升管内反应历程研究

利用自行研制的工业提升管在线取样系统对胜利石油化工总厂重油催化裂化装置提升管中下部进行在线取样，将取得的液体和催化剂榈进行处理分析，从而得到了重油催化装置提升管反应器中下部液体产品分布、催化剂活性、碳含量和焦炭H／C的变化规律。认为重油催化裂化的主要反应发生在提升管的中下部区域，并对提升管油剂混合处的渣油雾化、汽化和油剂接触状况进行了讨论。     

顶部节流条件下S型柔性立管内油气水三相流流型转变实验研究

实验研究了集输-立管系统中,立管顶部节流条件下S型柔性立管内油气水三相流流型及其转变机理.发现,随着阀门开度的减小,S型柔性立管内依次会出现严重段塞流、类弹状流和类泡状流.背压的升高是促使流型发生转变的原因,升高的背压抵消了立管上游封闭气体的压力,从析抑制了立管内气相的运动速度.本文建立了节流过程中S型柔性立管内流型间...     

多用途输液立管涡激振动实验研究与疲劳分析

为研究输运不同流体的海洋立管在海流作用下的振动规律,在大型波浪流水槽中进行涡激振动模型实验。实验分别将四种不同质量比的立管模型竖直固定于支架上,立管外部承受不同速度的流体作用,上端施加顶张力。立管模型上均匀布置六个测点,根据每个测点布置的两个应变计,分别测得来流向和横向两个方向振动响应。通过小波变换对实验数据进行去噪处理,利用振型分解法求解立管各点涡激振动位移。考察输运不同流体对立管自振频率以及涡激振动响应的影响,并利用雨流计数法对模型进行疲劳分析。实验结果表明,随质量比增加立管涡激振动频率降低;低质量比的立管更容易产生大位移。     

剪切流下发生涡激振动的柔性立管阻力特性研究

利用缩尺模型试验的方法研究了线性剪切流下涡激振动发生时柔性立管的阻力特性.文中基于光纤光栅应变传感器测得的模型应变信息,采用梁复杂弯曲理论计算了立管的平均阻力,继而分析了阻力系数沿管长方向和雷诺数的分布特性以及涡激振动对阻力系数的放大效应,并提出了用于估算柔性立管发生涡激振动时阻力系数的经验公式.结果表明:涡激振动对阻力系数有放大效应,使得立管局部阻力系数高达3.2;平均阻力系数在1.0×104到1.2×105的雷诺数区间内的值为1.3~2.0,并随雷诺数的增大而减小.本文提出的经验公式可准确估算高雷诺数下涡激振动发生时柔性立管的阻力系数,此经验公式考虑了流速、涡激振动主导模态以及主导频率对阻力系数的影响.      

基于聚类算法的提升管内颗粒聚团演化行为研究

本文基于K-means聚类算法对提升管内瞬时颗粒分布图进行图像分割,捕捉颗粒聚团的内部结构及演化过程,并结合聚团区域灰度直方图和分布图研究了有核聚团、颗粒云团以及提升管不同区域聚团演化特性.研究发现当固含率较高时,聚团内部形成致密的核心,且这些聚团相对比较稳定,它们由聚团核心及其周围的颗粒云组成,而在固含率较低时,聚团...     

考虑海底接触的钢悬链式立管触地点动力响应以及疲劳损伤分析

基于考虑接触的钢悬链式立管SCR(Steel Catenary Riser)触地点处的结构特性,分别采用了考虑管土分离的线性截断模型以及包含土体吸力效应的帽盖模型来描述P-y曲线。通过改变上端浮体的垂荡运动幅度、土体吸力系数以及海床刚度,对SCR触地点处的动力响应以及疲劳损伤特性进行了分析。分析结果表明,SCR触地点的垂向位移、弯矩、等效应力以及疲劳损伤均随着浮体垂荡运动幅度的增加而呈上升趋势。SCR触地点的垂向位移随着土体吸力系数的增大由高幅低频响应转变为低幅高频响应。SCR触地点的疲劳损伤随着海床刚度的增加呈现先稳定再增加再稳定的趋势。     

EXPERIMENTS ON TWO-PHASE FLOW CHARACTERISTICS IN A CATENARY RISER SYSTEM WITH THE GAS AND LIQUID MIXTURE TRANSPORTATION

严重段塞流是海洋工程气液混输管线-立管系统中常见的一种特殊有害流动现象,采用水平-下倾-悬链线立管气液混输组合管道系统,通过系列实验在悬链线立管中获得了严重段塞流、间歇流和震荡流等流型,阐述了这些流动现象的形成机理,提出了能够产生严重段塞流的判定准则.结果表明,悬链线立管严重段塞流具有明显周期性,在一个周期内的流动特征可分为液塞形成、液体出流、液气喷发及液体回流等4个阶段,进而给出了各阶段中相关流动参数的变化规律.在实验中同时还对悬链线与垂直立管中严重段塞流形成机理进行了比较分析,发现两者在液塞形成阶段有显著差别.其中,在悬链线立管中液塞形成之前首先需要经历一个气液混合液塞形成过程,而垂直立管则没有这个过程.