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船舶工程2025年第03期:波流作用下东海海底管道悬跨段水动力分析

来源:期刊VIP网 时间:


作者:郎一鸣;许文兵;廖仲毅;向毅;邱海荣;

单位:中海石油(中国)有限公司上海分公司;

摘要:[目的]悬跨海底管道在波浪、水流及管道自重等荷载作用下,会产生过大的弯矩而引起破坏,也会在水动力作用下,当涡激振动频率与管道固有频率接近时引发“共振”破坏。[方法]运用计算流体力学软件Fluent,通过二次开发构建了数值波流水槽,根据东海某海底管道实际情况,对波浪、水流各组合条件下的管道周围水动力场进行数值模拟,[结果]得到其涡旋脱落情况、管线水平受力及垂直受力变化情况,分析管线在水平方向和垂直方向的最大受力及涡激振动频率变化规律。[结论]相比于传统依赖阻力系数和惯性力系数的经验公式计算方法,此数值模拟技术不受固定系数限制,能更全面地反映管道波流力随波流要素、管道直径变化的影响,并揭示了各计算方法在不同工况的适用性和准确性差异。

关键词:波流;海底管道;悬跨;水动力分析

基金资助:中海油综合科研资助项目(KJZL-2023-SH03)