Numerical modelling of the oscillatory flow effect around submarine pipelines

• Marian Yegres ^[2] ; Armando Blanco Álvarez ^[1]
  1. [1] Universidad Austral de Chile

     Universidad Austral de Chile

     Valdivia, Chile

     
  2. [2] Universidad Simón Bolívar
• Localización: Revista Facultad de Ingeniería: Universidad de Antioquia, ISSN-e 2422-2844, ISSN 0120-6230, Nº. 102, 2022, págs. 77-87
• Idioma: inglés
• Títulos paralelos:
  • Modelado numérico del efecto de flujo oscilatorio en tuberías submarinas
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• Resumen
  • español

    En este trabajo se estudia la dinámica de una tubería submarina expuesta a un flujo incidente compuesto por un flujo uniforme y una componente sinusoidal. Las ecuaciones de movimiento de la tubería y del flujo de fluidos alrededor de la tubería son resueltas simultáneamente con un modelo numérico que considera oscilaciones alineadas en la dirección del flujo (un grado de libertad) y un segundo modelo numérico que incluye adicionalmente flujo cruzado (dos grados de libertad). La respuesta en amplitud y las fuerzas de arrastre sobre la tubería de ambos modelos se compara tomando en consideración parámetros tales como la diferencia entre las frecuencias de excitación y natural de la tubería y el valor relativo entre las componentes sinusoidal y uniforme del flujo incidente. Se observan diferencias importantes en las predicciones numéricas entre ambos modelos cuando la frecuencia de excitación es mayor que la frecuencia natural del sistema y cuando la amplitud de la componente oscilatoria del flujo incidente es mayor que la del flujo uniforme.

  • English

    This work describes the dynamics of an underwater pipeline subjected to an incident flow composed of a uniform flow and a sinusoidal component. The motion equations of the pipeline and the fluid flow around the pipeline are solved simultaneously with a numerical model that considers in-line oscillations (one degree of freedom) and a second numerical model that additionally includes cross flow (two degrees of freedom). The amplitude response and drag forces on the pipe are compared for both models considering parameters such as the difference between the excitation and natural frequencies of pipelines and the relative value between the sinusoidal and uniform components of the incident flow. Important differences in numerical predictions of both models are observed when the excitation frequency is greater than the natural frequency of the system and when the amplitude of the oscillatory component of the incident flow is greater than the amplitude of the uniform flow.