斜向波流作用下海底管線周圍流場及管道受力分析.pdf

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

2、流,對管線周圍局部流場及紊動情況進行了數(shù)值模擬計算,并與試驗結果相互驗證。同時,通過管道中心橫斷面周圍均勻布置的8個點壓力傳感器對管壁周圍水壓力值進行采集,對管道水平向與豎直向受力進行了分析。
　　 試驗中通過改變管道軸線與水流或波浪方向的夾角α,對不同水流流速、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、紊動強度分布以及管道受力進行了分析。本文重點探討了夾角α變化對管線周圍流場和紊動的分布規(guī)律以及管道受力的影響進行