【摘要】： 基于繞流問(wèn)題的國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀及數(shù)值模擬方法的綜述,本文以PVC圓管為材料來(lái)模擬海底管線,借助高精度測(cè)速儀ADV和高精度點(diǎn)式壓力傳感器,分別對(duì)5種間隙比下的管線上下游七個(gè)典型斷面的垂線瞬時(shí)流速及管線周邊12個(gè)點(diǎn)的動(dòng)水壓強(qiáng)進(jìn)行了精細(xì)測(cè)量。 在此基礎(chǔ)上,分析了不同來(lái)流及間隙比條件下的管線在海流作用下周圍壓強(qiáng)分布、流速分布、紊動(dòng)強(qiáng)度分布和雷諾應(yīng)力的分布特征,重點(diǎn)研究了管線影響下各斷面水流縱向流速的變化情況,以及影響區(qū)域內(nèi)水質(zhì)點(diǎn)紊動(dòng)強(qiáng)度、雷諾應(yīng)力的垂線分布規(guī)律,為進(jìn)一步探討海底管線沖刷機(jī)理及其防護(hù)技術(shù)奠定了理論基礎(chǔ)。 文中最后又對(duì)海底管線基礎(chǔ)理論研究的前景及下一步工作進(jìn)行了展望。
【學(xué)位授予單位】：中國(guó)海洋大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2007
【分類號(hào)】：P756.2
【圖文】：

當(dāng)流體質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)至圓柱體前緣時(shí)，流體質(zhì)點(diǎn)的升高到停滯壓力�？拷熬壍牧黧w的高壓促使正在形成中向下游方向逐漸發(fā)展。當(dāng)雷諾數(shù)（Reynold，Re）較高時(shí)邊界層擴(kuò)散到柱體背面，而是發(fā)生流動(dòng)分離現(xiàn)象，分離點(diǎn)點(diǎn)速度由正到負(fù)的轉(zhuǎn)變點(diǎn)或零速度點(diǎn)。在分離點(diǎn)以后沿柱層在分離點(diǎn)脫離柱體表面并形成向下游延展的自由剪切區(qū)域即為尾流區(qū)。在剪切層內(nèi)，由于接近自由流區(qū)的外側(cè)流體便有發(fā)生旋轉(zhuǎn)并分散成若干個(gè)渦旋的趨勢(shì)，渦旋在成渦街[3]。流的分離點(diǎn)并不固定，其分離現(xiàn)象、尾流中渦層的發(fā)展以 Re 數(shù)有很大關(guān)系。圖 1.1 給出了不同 Re 范圍內(nèi)不可壓的不同型態(tài)[11]。

離子物理研究中的絕對(duì)不穩(wěn)定性和對(duì)流不穩(wěn)定性概旋脫落和尾跡中周期性的 Karman 渦街的形成，是，而不是尾跡上游空間連續(xù)擾動(dòng)作用的結(jié)果。，渦旋脫落的頻率vf 可以定義為：DStUfv = Re 數(shù)與結(jié)構(gòu)截面形狀等物理量的無(wú)量綱相似準(zhǔn)數(shù)rouhal 數(shù)；U 是行近流速；D 為管徑。了圓柱繞流的 St 數(shù)和 Re 數(shù)之間的關(guān)系曲線[11]。<3×105時(shí)，St 值基本上保持恒定，約為 0.2；在超時(shí)，St 也有確定值；而在過(guò)渡階段即 3×105≤Re<渦旋脫落而不能明確定義 St 值，這時(shí)可以定義帶渦旋發(fā)放頻率。

壁面的影響全部集中在第一個(gè)內(nèi)節(jié)點(diǎn)的控制體內(nèi)，盡變化劇烈，但速度梯度仍然按第一個(gè)內(nèi)節(jié)點(diǎn)與壁面的一階差分計(jì)算是根據(jù)經(jīng)驗(yàn)和半經(jīng)驗(yàn)的方法合理地選擇各方程在邊界節(jié)點(diǎn)處的擴(kuò)第一內(nèi)節(jié)點(diǎn)的值，使之能夠近似地反映近壁區(qū)的全部影響。壁面函簡(jiǎn)單、便于實(shí)現(xiàn)以及較高的計(jì)算效率等優(yōu)點(diǎn)[50]。邊界層的結(jié)構(gòu)特征，在非常靠近壁面的區(qū)域，脈動(dòng)速度趨向于零，也趨向于零，分子粘性應(yīng)力控制流動(dòng)，因此該區(qū)域稱為粘性底層（vir），由于這里的平均速度分布是線性的，所以又稱為線性底層。在的邊界層內(nèi)存在一個(gè)慣性底層，這里湍動(dòng)能的生成和耗散相平衡[70布是對(duì)數(shù)型的。在粘性底層與慣性底層之間，分子粘性應(yīng)力和雷諾的數(shù)量級(jí)，平均速度分布即非線性的，也非對(duì)數(shù)的，因此稱為過(guò)渡

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本文編號(hào)：2805046