Modelling and Analysis of Vortex-Induced Vibrations for Flexible Cylinders Conveying Two-Phase Slug Flows
Notice bibliographique
Résumé
Hydrocarbon flows in a marine riser may appear in multiple phases with varying flow patterns, among which, slug flows are known to exhibit complex flow characteristics due to fluctuations in multiphase mass, velocities, and pressure changes.This flow regime can therefore cause significant vibrations and cyclic stresses on the pipeline.The fatigue life of a marine riser can also be significantly reduced when subjected to external excitations due to vortex-induced vibrations (VIV).Bulk of the literatures concerning two-phase flow induced vibrations have largely focused on the use of a simplified linearized tensioned beam model.Fundamental understanding of the vibration phenomena in three-dimensional space and time considering geometric and hydrodynamic non-linearities is still lacking.In this study, a long flexible cylinder subjected to external excitations by vortex-induced vibrations (VIV) in combination with internal slug flow-induced vibrations (SIV) is investigated.A three-dimensional semi-empirical model is presented which comprises of nonlinear structural equations of coupled cross-flow, in-line and axial motions along with equations involving centrifugal force and Coriolis force capable of predicting vibrations due to hydrodynamic slug flow.The model describes variations in lift and drag coefficients using two coupled wake oscillator models and is capable of capturing mass variations in the slug-flow regime.A numerical space-time finite difference approach in conjunction with frequency domain and modal analysis is used for analysing the highly non-linear partial differential equations.The presented model is validated through comparisons with published experimental results pertaining to internal SIV and external VIV for horizontal and vertical pipes.Similar trends in modal participation and oscillation amplitudes were observed in the validation results, indicating that the model has quantitative similarities with published experimental results for both VIV and SIV.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,001 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».