【摘要】：海底管道作為海上油氣運(yùn)輸?shù)拇髣?dòng)脈,正日益發(fā)揮著越來(lái)越重要的作用,為此大力發(fā)展海洋技術(shù),發(fā)展管道技術(shù)是當(dāng)前任務(wù)的重中之重。因此海底管道的自然埋深機(jī)理研究對(duì)于管道設(shè)計(jì)、鋪設(shè)具有重要的指導(dǎo)作用,對(duì)海底管道的安全經(jīng)營(yíng)提供重要的技術(shù)保障,具有重要的經(jīng)濟(jì)意義和社會(huì)意義。 本文首先對(duì)前人的類似工作進(jìn)行了總結(jié)整理,對(duì)波浪、泥沙理論進(jìn)行了簡(jiǎn)要回顧,對(duì)波浪、水流、泥沙三者作用下海底管道的沖刷和埋深問(wèn)題進(jìn)行了分析。然后根據(jù)工程實(shí)際情況選擇粉沙質(zhì)海岸的泥沙作為試驗(yàn)時(shí)的原型沙,在天津大學(xué)可變坡波流實(shí)驗(yàn)水槽中測(cè)試了泥沙的起動(dòng)流速,通過(guò)設(shè)計(jì)一系列物理模型來(lái)研究海底管道在不同的波浪、流、挖深、坡度下的沖刷和自然埋深機(jī)理。通過(guò)對(duì)比試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)在海底管道的自然埋深中:流速占主要地位,但是過(guò)大的流速會(huì)使沖刷加劇;波浪其次,挖深、坡度只對(duì)埋深的厚度有影響。 最后,利用fluent軟件中的歐拉模型和udf程序來(lái)實(shí)現(xiàn)數(shù)值造波、消波,采用結(jié)構(gòu)化的四邊形網(wǎng)格和三角形網(wǎng)格并進(jìn)行局部加密,通過(guò)Realizable k ? ?模型和phase Coupled SIMPLE算法來(lái)求解工程實(shí)況模擬。本文先后模擬了海底管道在不同波、流作用下的自然埋深和時(shí)間,以及沖淤厚度。結(jié)果表明海底管道在一定條件下的自然埋深是可行的,與試驗(yàn)結(jié)果吻合度較好。
【學(xué)位授予單位】：天津大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2012
【分類號(hào)】：P756.2
【圖文】：

和垂直分速 [24]圖2-1 推進(jìn)波各基本特征參數(shù)定義圖圖2-1中，水深h—靜水面至海底的距離;波高H—波峰頂?shù)讲ü鹊椎拇怪本嚯x;波長(zhǎng)L—兩個(gè)相鄰波峰頂之間的水平距離;波周期T—波浪運(yùn)動(dòng)一個(gè)波長(zhǎng)所需時(shí)間;波面η—波面至靜水面的垂直位移[24]。x, z , t)x （ （2-1a）x, z , t)z （ （2-1b）由于水的密度為常數(shù)且具有不可壓縮性，故連續(xù)方程可表示為0x z （2-2）聯(lián)立（2-1a）、（2-1b）、（2-2）解得2 22 20x z （2-3）或記作2 0（2-4）為了求得方程（2-3）定解需要有一定的初始條件和邊界條件，由于波浪是一種規(guī)則性、周期性的自由波動(dòng)，故初始條件可以忽略，只需考慮邊界條件。對(duì)

1 D 2 L3K D F K D F K D W(2-38)圖2-7 床面沙粒受力情況當(dāng)泥沙顆粒以滑動(dòng)形式起動(dòng) D LF f W F(2-39)起動(dòng)流速表達(dá)式為用有效作用流速表示的起動(dòng)流速公式

則模型沙應(yīng)選起動(dòng)流速約為30 cm/s、粘性較小的粉沙。經(jīng)黃驊、曹妃甸、京唐港、錦州港、盤錦遼濱等粉沙質(zhì)海岸地區(qū)的實(shí)地考察后，最終決定選擇遼寧盤錦市大洼縣遼濱經(jīng)濟(jì)區(qū)南端、大遼河入�？冢ㄈ鐖D3-1）的泥沙作為試驗(yàn)底質(zhì)。圖3-1 取沙位置

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前4條

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本文編號(hào)：2800816