隨著人類(lèi)對(duì)海洋能源的需求日趨增強(qiáng),海底管線(xiàn)在海洋油氣資源開(kāi)發(fā)領(lǐng)域得到了前所未有的應(yīng)用,同時(shí)關(guān)于海底管線(xiàn)的研究也取得了較大的進(jìn)展。幾十年來(lái),國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)于光滑管線(xiàn)的繞流和渦激振動(dòng)做了大量的研究工作,而對(duì)如何抑制管線(xiàn)動(dòng)力響應(yīng)的有效措施的研究較少。工程中通常在管線(xiàn)上布置擾流器附件來(lái)減小不利環(huán)境荷載條件下海底管線(xiàn)的動(dòng)力響應(yīng)幅度,但到目前為止,對(duì)擾流器減振的作用機(jī)理還不完全清楚,因此對(duì)帶翼板擾流器的管線(xiàn)繞流和渦激振動(dòng)問(wèn)題開(kāi)展數(shù)值研究顯得十分必要及緊迫。利用計(jì)算流體力學(xué)數(shù)值模擬方法,結(jié)合RNG κ-ε湍流模型,建立了固定雷諾數(shù)下帶翼板的海底管線(xiàn)的二維流場(chǎng)數(shù)值計(jì)算模型,并將四種形式的翼板管線(xiàn)（Δ00型、Δ30型、Δ60型和Δ90型）與光滑管線(xiàn)進(jìn)行對(duì)比,探討間隙比（e/D=0.3、1.0）和翼板高度比（S/D=1.0、1.5和2.0）對(duì)翼板抑制渦旋釋放效果的影響。計(jì)算結(jié)果表明：四種翼板管線(xiàn)可有效地控制渦旋在管線(xiàn)上的分離點(diǎn),且渦旋在釋放過(guò)程中不同步。在翼板高度相同時(shí),不同形式翼板的抑制渦旋的效果與間隙比有關(guān)。間隙比e/D=0.3對(duì)Δ00型翼板管線(xiàn)和Δ30型翼板管線(xiàn)的影響更大,更有利于渦旋的抑制。間隙比減... 

【文章來(lái)源】：大連理工大學(xué)遼寧省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁(yè)數(shù)】：72 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
1 緒論
    1.1 課題研究背景與意義
    1.2 國(guó)內(nèi)外研究概況及發(fā)展趨勢(shì)
        1.2.1 近壁圓柱繞流水動(dòng)力研究進(jìn)展
        1.2.2 渦激振動(dòng)抑制方法進(jìn)展
    1.3 本文主要研究?jī)?nèi)容
2 理論基礎(chǔ)和軟件介紹
    2.1 圓柱繞流理論基礎(chǔ)
        2.1.1 Reynolds相似性原理
        2.1.2 相似流動(dòng)中的無(wú)量綱量
        2.1.3 圓柱繞流的流動(dòng)特征
    2.2 渦激振動(dòng)形成機(jī)理
    2.3 ADINA軟件簡(jiǎn)介
    2.4 湍流模型的選取
    2.5 本章小結(jié)
3 翼板擾流器參數(shù)對(duì)海底管線(xiàn)水動(dòng)力特性的影響
    3.1 數(shù)值模型的建立
        3.1.1 二維不可壓縮粘性流體控制方程
        3.1.2 計(jì)算域和網(wǎng)格劃分
        3.1.3 計(jì)算條件的設(shè)置
    3.2 流場(chǎng)數(shù)值計(jì)算結(jié)果與分析
        3.2.1 數(shù)值模型的驗(yàn)證
        3.2.2 流場(chǎng)渦結(jié)構(gòu)特征
        3.2.3 渦旋釋放頻率
        3.2.4 管線(xiàn)升力系數(shù)特性
        3.2.5 管線(xiàn)阻力系數(shù)特性
    3.3 本章小結(jié)
4 帶翼板擾流器管線(xiàn)渦激振動(dòng)數(shù)值模擬
    4.1 數(shù)學(xué)模型的建立
        4.1.1 控制方程
        4.1.2 邊界條件
        4.1.3 網(wǎng)格控制
        4.1.4 流固耦合算法
    4.2 數(shù)值計(jì)算參數(shù)
    4.3 數(shù)值模型的驗(yàn)證與分析
    4.4 計(jì)算結(jié)果分析比較
        4.4.1 尾流場(chǎng)渦旋結(jié)構(gòu)特性
        4.4.2 振動(dòng)幅值
        4.4.3 振動(dòng)頻率
        4.4.4 管線(xiàn)升力系數(shù)特性
        4.4.5 翼板高度對(duì)振動(dòng)幅值的影響
    4.5 本章小結(jié)
5 結(jié)論與展望
    5.1 結(jié)論
    5.2 研究展望
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表學(xué)術(shù)論文情況
致謝


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]近壁圓柱繞流水動(dòng)力特性數(shù)值模擬與實(shí)驗(yàn)研究[J]. 王國(guó)興,孫萬(wàn)卿.  海洋工程. 2010(01)



本文編號(hào)：2995009