渦激振動(dòng)是一種在海洋工程領(lǐng)域普遍存在的流固耦合物理現(xiàn)象,易導(dǎo)致海洋立管等結(jié)構(gòu)物發(fā)生疲勞損傷或失穩(wěn)。本文為抑制渦激振動(dòng)而提出一種附加軸向板條的方案,采用非定常流體數(shù)值計(jì)算方法求解分析不同分布形式下的軸向板條對海洋立管渦激振動(dòng)特性的影響。首先定義軸向板條的分布形式;采用Newmark-β法求解立管雙自由度振動(dòng)方程并編寫UDF,計(jì)算采用k-ω/SST湍流模型,并結(jié)合動(dòng)網(wǎng)格技術(shù)模擬立管的振動(dòng)過程。研究結(jié)果表明,軸向板條對海洋立管具有較好的抑振效果;當(dāng)軸向板條數(shù)目n=20時(shí),流向振動(dòng)幅度減小78.57%,橫向振動(dòng)幅度減小58.10%。本文研究結(jié)果可為海洋結(jié)構(gòu)物渦激振動(dòng)的抑振提供參考。

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圖6結(jié)果對比

圖5網(wǎng)格無關(guān)性驗(yàn)證3.2實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證

圖1帶軸向板條的海洋立管示意圖

建立帶軸向板條的海洋立管物理模型，并對物理模型進(jìn)行簡化，如圖1所示。為研究軸向板條對海洋立管渦激振動(dòng)的振動(dòng)特性影響，改變軸向板條的分布形式。共進(jìn)行了6組仿真，第1組為不帶有軸向板條的海洋立管，其余組為軸向板條分布形式不同的海洋立管，二維示意圖如圖1所示，圖中板條的尺寸參數(shù)為：（1....

圖3計(jì)算域示意圖

湍流頻率ω為式中：a=5/9,b=0.09,c=0.075；σk=σω=2;U為來流速度，ρ為流體密度；Pk為湍流生成速率。

圖4網(wǎng)格處理

利用ANSYSICEMCFD15.0對模型進(jìn)行網(wǎng)格劃分，采用分塊的劃分方法（如圖4(a）所示）。對立管結(jié)構(gòu)邊界網(wǎng)格進(jìn)行加密處理，提高數(shù)值計(jì)算精度，網(wǎng)格處理如圖4(b）所示。立管壁面距離入口處10D，且處于整個(gè)流場的水平中心軸上。計(jì)算的物理模型為SST/k-ω湍流模型，需進(jìn)行....

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