海底管道固有频率影响因素分析

由于海床表面的凹凸不平,管道连接处产生的残余应力以及海流和波浪对海底土壤的冲刷等因素,都会导致海底输油管道不可避免地出现悬跨。海流流经悬跨段并伴随漩涡的脱落,从而激发管道的涡激振动,当漩涡的脱落频率接近管道的固有频率时,将诱发涡激共振,长时间的涡激共振可能会造成管道很大的变形,甚至会造成管道的突发性断裂和破坏。因此,为了避免涡激共振的发生,正确地分析悬跨段管道的涡激振动,计算管道系统的固有频率,对于海底管道系统在服役期间能够安全正常运行具有非常重要的意义。利用ABAQUS软件对管道进行建模分析,采用模态分析法对管道的固有频率进行计算,利用控制变量法分析了管道悬跨长度、管道外径、金属外径、混凝土壁厚以及管道两端约束情况对管道固有频率的影响。