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《海洋立管渦激振動的數(shù)值模擬研究.pdf》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關內容在行業(yè)資料-天天文庫。
1、第20卷第1-2期2016年2月船舶力學JournalofShipMechanicsV01．20No．1-2Feb．2016文章編號：1007—7294(2016)01—0093—06海洋立管渦激振動的數(shù)值模擬研究桂洪斌，盧騰超(哈爾濱工業(yè)大學(威海)船舶與海洋工程學院，山東威海264209)摘要：利用計算流體力學軟件CFX分別對剛性和柔性立管的渦激振動進行了二維數(shù)值模擬。首先在雷諾數(shù)為200時，采用不同的湍流模型，計算了剛性立管的升力系數(shù)(CL)和阻力系數(shù)(CD)。與其它文獻結果的比較表明，大渦
2、模擬(LES)在計算精度上要優(yōu)于其它湍流模型。然后分別計算了不同約化速度下立管的升、阻力系數(shù)、漩渦脫落頻率以及無因次振幅，分析了流固耦合對立管渦激振動的影響，得到了升阻力系數(shù)隨雷諾數(shù)的變化規(guī)律以及“鎖定(kck—in)”現(xiàn)象發(fā)生的約化速度范圍。關鍵詞：海洋立管；渦激振動；大渦模擬；“鎖定”現(xiàn)象中圖分類號：TU317．5文獻標識碼：Adoi：10．3969／j．issn．1007—7294．2016．h1．0lllT‘’●』●n?●'’T¨l』●●’●州Ⅲnerical吼mUlaU0n0IVorte
3、x—lnaucedVlbration0InSerSGUIHong-bin，LUTeng-chao(SchoolofNavalArchitectureandOceanEngineering，HarbinInstituteofTechnologyatWeihai，Weihai264209，China)Abstract：Inthispaper，thevortex-inducedvibration(VIV)ofrigidandflexibleriserswasstudiedbasedontwo-dimen
4、sionalnumericalsimulation．Theliftcoefficient(CL)anddragcoefficient(CD)werecalculat—edusingdifferentturbulencemodelswhentheReynoldsnumberequalto200．TheresultcomparedwithotherliteraturesindicatedthattheLESturbulencemodeliSsuperiortootherturbulencemodels
5、inthecal—culationaccuracy．ThentheCL，CD，vortexsheddingfrequencyanddimensionlessamplitudewerecalcu-latedindifferentreducedvelocity(Vr)．Basedontheresuhs，thefluid—structureinteractionfFSI)effectsonriserVIVwereanalyzed。AndthevariationoftheCDandCLwithReynol
6、dsnumberwassummarized．ThevelocityrangeinwhichtheLock—inoccurswasfoundalso．Keywords：risers；VIV；LES；Lock—in0引言隨著國際海洋石油工業(yè)的發(fā)展，以立管為代表的海洋結構物的渦激振動問題越來越受到人們的關注。海洋立管作為連接海洋平臺和海底機械之間的主要構件，內部一般有高壓油氣通過，外部承受波浪、海流以及平臺運動等載荷。當海流以一定的流速流過立管時，會在其兩側形成交替脫落的漩渦，對立管產(chǎn)生一個周期性的交變
7、力，使得管道產(chǎn)生渦激振動。當漩渦脫落頻率和立管自振頻率接近時，將發(fā)生“鎖定”現(xiàn)象，從而使立管振動加劇，造成疲勞破壞。因此，研究海洋立管的渦激振動具有重要的工程應用價值。收稿日期：2015—07—01作者簡介：桂洪斌(1967-)，男，博士，教授，E-mail：guihongbin@sina．com；盧騰超(1987-)，男，碩士，E-maih403979181@qq．com。船舶力學第20卷第1-2期對均勻來流繞固定圓柱的二維平面流動，國內外學者進行過大量研究【l】。研究表明，決定漩渦脫落形式的最
8、主要因素是雷諾數(shù)(Re)。當150
