基于广义积分变换法海洋温差能大口径冷水管强迫振动分析

来源：振动与冲击杂志2024年第5期北京时间：

作者：谭健,张理,王冲,张玉龙,张玉,段梦兰

单位：1.中国石油大学(北京)安全与海洋工程学院，北京102249；2.南方海洋科学与工程广东省实验室(湛江)，广东湛江524005；3.中国科学院声学研究所噪声与振动重点实验室，北京100190

摘要：复杂多变的海洋工况将诱发大口径冷水管强迫振动，为探明均布载荷、线性变化的静水压力、集中载荷和周期载荷作用下冷水管振动响应机制。基于Euler-Bernoulli梁理论，建立了管道动力学控制方程，采用广义积分变换法，求解了系统强迫振动的解析解，并与同伦摄动法相对比，验证了该方法的高精度和有效性，分析了内流、粘弹性耗散系数、阻尼比和质量比对管道振动特性的影响。结果表明：当内流流速对应的振动频率与固有频率接近时，管道将出现动态失稳。增大粘弹性耗散系数、阻尼比和质量比对横向位移的抑制效果呈现依次递减的规律，改变激振位置和激振频率可显著改变管道横向位移。本文的研究成果可对冷水管的初期设计提供一定的指导作用。

关键词：海洋温差能；大口径冷水管；广义积分变换法；强迫振动；参数分析；振动特性