斜向波流作用下海底管線周圍流場及管道受力分析.pdf

1、鋪設(shè)于海底的油氣輸送管道與波浪、洋流相互作用,是一個(gè)非常復(fù)雜的流固耦合問題。管線的沖刷破壞與管道周圍局部流場及動(dòng)水壓力有著密切的聯(lián)系。本文基于繞流理論,對(duì)海底管線周圍局部流場與管壁受力進(jìn)行了模型試驗(yàn)與數(shù)值模擬分析。采用PPR空心圓管來模擬海底管線,借助NDV流速儀對(duì)管道前后斷面測速垂線上不同高度測點(diǎn)的瞬時(shí)流速來測量,來獲得管道周圍局部流場的分布情況。引入FLOW3D流體力學(xué)軟件,采用VOF法進(jìn)行自由表面追蹤,選擇RaNGκ-ε模型模擬紊

2、流,對(duì)管線周圍局部流場及紊動(dòng)情況進(jìn)行了數(shù)值模擬計(jì)算,并與試驗(yàn)結(jié)果相互驗(yàn)證。同時(shí),通過管道中心橫斷面周圍均勻布置的8個(gè)點(diǎn)壓力傳感器對(duì)管壁周圍水壓力值進(jìn)行采集,對(duì)管道水平向與豎直向受力進(jìn)行了分析。
　　 試驗(yàn)中通過改變管道軸線與水流或波浪方向的夾角α,對(duì)不同水流流速、波高、間隙比情況下沿水流方向及沿管道軸線方向的流速分布、紊動(dòng)強(qiáng)度分布以及管道受力進(jìn)行了分析。本文重點(diǎn)探討了夾角α變化對(duì)管線周圍流場和紊動(dòng)的分布規(guī)律以及管道受力的影響進(jìn)行