海底电缆涡激振动流固耦合有限元建模分析

海底电缆在洋流冲刷下产生涡激振动会导致缆体疲劳引发故障,严重影响电网系统的安全和稳定,研究缆体涡激振动特性对故障预警十分必要。采用模型相似理论首次建立了110kV光纤复合海底电缆涡激振动的有限元模型,通过有限元法得到模型的共振频率,并通过流固耦合方法对不同流速下缆体涡激振动进行计算和数据分析,获得了不同流速下的升阻力系数、涡激振动幅度、频率和振型。结果表明,模型计算出的涡激共振频率与理论值一致,获得的缆体振动数据详实、准确。研究克服了海底电缆涡激振动实体试验开展困难的难题,为海底电缆涡激振动特性研究和疲劳分析提供了可行方法和数据支持。