Gas–liquid–solid three-phase flow induced vibration model and experimental verification for mining riser used in deep-sea natural gas hydrate extraction
Notice bibliographique
Résumé
The gas–liquid–solid three-phase flow induced vibration model of the deep-sea hydrate mining riser is established using the finite element method and Hamilton's principle. The model considers the dynamic decomposition process of hydrates (during transportation, hydrates continue to decompose, leading to changes in key parameters, such as the content and velocity of each phase in the riser), as well as multiple factors such as large aspect ratio of the structure, vortex induced vibration effect, gas liquid solid three-phase flow induced vibration effect, and ocean platform uplift and subsidence. The vibration model is solved using the combined iterative method of the incrementally applied Newmark-β method and Newton–Raphson method, obtaining the vibration response of the mining riser. Meanwhile, an experimental device for nonlinear vibration of the mining riser under internal and external flow excitation is developed based on the principles of geometric similarity, kinematic similarity, and dynamic similarity. The simulation experiments on three-phase flow-induced vibration of the mining riser are carried out, and the results such as multi-phase flow patterns inside the riser, riser displacement, vibration modes, and frequency response are obtained. Moreover, by comparing the axial and radial solid-phase and gas-phase flow velocities obtained through experiments and theoretical model calculations, the accuracy is higher than 87%, which can verify the correctness of three-phase flow model for gas–liquid–solid in the mining riser. Meanwhile, by comparing the root mean square displacement and dominant frequency of the mining riser obtained through experiments and theoretical model calculations, the accuracy is higher than 89%, which can verify the correctness of the vibration model. The research results provide a theoretically sound guidance for designing and practically sound approach for effectively improving the service life of mining riser.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction distillée sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.
Scores Codex et Gemma par catégorie
| 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 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 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 tête enseignante, 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 ».