柱體繞流是海洋工程領(lǐng)域的重要問題.流體繞經(jīng)海洋平臺(tái)所產(chǎn)生的周期性渦脫會(huì)造成平臺(tái)往復(fù)運(yùn)動(dòng),這將加劇平臺(tái)系泊結(jié)構(gòu)疲勞損傷,降低結(jié)構(gòu)疲勞壽命.為研究多柱式浮式風(fēng)機(jī)平臺(tái)繞流的力學(xué)特性,厘清尾流之間的干擾機(jī)理,采用Delayed Detached Eddy Simulation(DDES)方法分析了半潛式浮式風(fēng)機(jī)平臺(tái)在不同來流角和流速下的力學(xué)特性,從相干結(jié)構(gòu)層面研究了尾流干擾機(jī)理,并分析了立柱尾流之間的空間相關(guān)性.結(jié)果表明:下游立柱的阻力系數(shù)平均值隨流速變化而有較大波動(dòng);流場(chǎng)相干結(jié)構(gòu)以流向渦和發(fā)夾渦為主;相干結(jié)構(gòu)之間的相互作用是導(dǎo)致尾流干擾的原因;上下游立柱尾流具有不同的相干結(jié)構(gòu),但兩者仍有較強(qiáng)的空間相關(guān)性.研究結(jié)果可為深入理解多柱式海洋平臺(tái)繞流現(xiàn)象提供理論參考.

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圖5邊柱1的阻力系數(shù)平均值

圖4中柱的阻力系數(shù)平均值圖6邊柱2的阻力系數(shù)平均值

圖6邊柱2的阻力系數(shù)平均值

圖5邊柱1的阻力系數(shù)平均值圖7邊柱3的阻力系數(shù)平均值

圖1半潛式浮式風(fēng)機(jī)平臺(tái)模型圖

選取美國(guó)國(guó)家可再生能源實(shí)驗(yàn)室設(shè)計(jì)的半潛式浮式風(fēng)機(jī)平臺(tái)作為分析對(duì)象，平臺(tái)的立柱（包括邊柱和中柱）、連桿和浮箱底座的結(jié)構(gòu)布置如圖1所示（圖中括號(hào)內(nèi)為構(gòu)件編號(hào)）.平臺(tái)的結(jié)構(gòu)尺寸，吃水深度等設(shè)計(jì)參數(shù)詳見文獻(xiàn)[17].1.3計(jì)算域與網(wǎng)格劃分

圖2計(jì)算域與平面布置圖

流場(chǎng)計(jì)算域及模型平面布置如圖2所示.θ為來流角，即中柱與邊柱2的連線與x軸負(fù)向的夾角.流域入口邊界距離邊柱2中心為10D，出口邊界距離邊柱2中心為25D，左右邊界距離中柱中心均為10D.D為邊柱直徑.邊界條件設(shè)定為：入口為速度入口，出口為出流邊界，頂部為自由邊界，其余邊界為對(duì)稱邊....

本文編號(hào)：3951097