本文選題：內(nèi)孤立波 + 剪切流��； 參考：《江蘇科技大學(xué)》2016年碩士論文

【摘要】：隨著人類對石油資源需求的日益增長,近海資源已不能滿足需求,世界各國已將開采石油資源的觸角伸向更深的海洋。深海海洋環(huán)境遠(yuǎn)比近海復(fù)雜,內(nèi)孤立波就是其中一個具有代表性的深�，F(xiàn)象,并且,以立管為代表的海洋結(jié)構(gòu)物同時還承受著深海復(fù)雜海流的作用而產(chǎn)生渦激振動。因此,內(nèi)孤立波與剪切流聯(lián)合作用會對立管等海洋結(jié)構(gòu)物造成巨大破壞。隨著海洋深度的增加,立管的長徑比越來越大,其“柔性”特質(zhì)變得愈加明顯,立管與內(nèi)孤立波之間的相互耦合作用不可忽略。本文中將使用數(shù)值方法對其進(jìn)行研究,以建立一種可以模擬內(nèi)孤立波與立管之間實時雙向流固耦合的相互作用的方法。本文在對國內(nèi)外相關(guān)研究的現(xiàn)狀進(jìn)行綜述的基礎(chǔ)上,圍繞內(nèi)孤立波與剪切流聯(lián)合作用時與柔性立管相互作用的問題開展了以下工作:一、根據(jù)內(nèi)孤立波mKdv理論,以RANS方程為控制方程,結(jié)合VOF方法,采用速度入口造波法及數(shù)值耗散與開渠邊界相結(jié)合的方法消波,建立了二維及三維內(nèi)孤立波(ISW)數(shù)值水池,并將數(shù)值結(jié)果與理論結(jié)果進(jìn)行了對比,驗證了造波方法的可行性。二、基于內(nèi)孤立波數(shù)值造波理論,在UDF中加入剪切流模型,數(shù)值模擬了二維及三維內(nèi)孤立波與剪切流聯(lián)合作用(ISW+C),并與內(nèi)孤立波單獨作用時的波形及波致流場進(jìn)行了對比分析。三、在建立了可行內(nèi)孤立波與剪切流聯(lián)合作用數(shù)值水槽的基礎(chǔ)上,在水槽中放置剛性立管,研究剛性立管分別在內(nèi)孤立波及內(nèi)孤立波與剪切流聯(lián)合作用時所受的升力、拖曳力、速度場分布及尾流場中渦的產(chǎn)生與發(fā)放。四、指定立管材料為鋁,基于System Coupling流固耦合模塊,在數(shù)值水槽中放置頂張力柔性立管,研究柔性立管分別與內(nèi)孤立波及內(nèi)孤立波、剪切流雙向流固耦合作用時,立管的動力響應(yīng)特性。研究結(jié)果表明,在本文中,當(dāng)內(nèi)孤立波場中加入剪切流擾動后,尾流場中出現(xiàn)明顯的渦脫落現(xiàn)象,會對立管形成渦激振動作用。同時,立管順流向和橫流向位移增大近10倍,立管各處承受最大應(yīng)力增大38%,因此實際工程設(shè)計中需考慮到內(nèi)孤立波與非均勻海流的相互耦合作用。
[Abstract]:In this paper , two - dimensional and three - dimensional internal solitary wave ( ISW ) numerical water pool is established by using numerical method to establish a two - dimensional and three - dimensional internal solitary wave ( ISW ) numerical pool .
【學(xué)位授予單位】：江蘇科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：P756.2;P731.2

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本文編號：1969439