近日我院梁峰副教授课题组在国际著名期刊《Applied Mathematical Modelling》 (IF 5.129，中科院一区)发表了题为 “Nonlinear parametric vibration of spinning pipes conveying fluid with varying spinning speed and flow velocity”的研究论文。

钻柱是大型石油钻采设备的主要部件之一，其工作时是处于绕轴线高速旋转状态中，而空心柱体内外同时又有高速轴向循环流动的钻井液作用。在轴向旋转和流固耦合双重激励下，钻柱极易发生三维非线性振动，影响钻井系统的稳定性。本文利用旋转输流管道模型来模拟钻柱，在考虑转速和流速周期性扰动的情况下，建立了管道非线性参数激励模型，并对其稳定性和非线性参数振动进行了解析分析和数值仿真。研究发现，在周期变转速和流速管道系统中，除了拟周期运动模式的组合参数共振外，不会发生其他运动，而且组合共振完全由周期扰动的流体引起。转速扰动不会引起任何参数共振，但此时平均转速对参数振动的影响规律与定常转速时刚好相反。此外，管道前两阶振动会呈现不同的非周期涡动，而与定常转速情况相比，转速扰动将使管道的运动更加平缓。本文研究成果丰富和发展了钻柱动力学基础理论，同时为改善和控制钻柱的机械失效提供了技术储备。

我院为该论文的通讯作者单位和第一完成单位。我院2019级机械工程专业硕士研究生高安为第二作者，该生目前已发表一区论文2篇。该研究得到了国家自然科学基金和扬州大学高端人才支持计划的资助。