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作者:石伏龙;欧传中;辛建建;李洪鑫;毛艺达;
单位:重庆交通大学航运与船舶工程学院;中国船舶集团海装风电股份有限公司;宁波大学海运学院;
摘要:海洋立管通常以多种管群形式存在,相邻多立管之间干扰特征明显,会加快疲劳损伤,探究其尾流旋涡脱落形态及流场干扰特征,对保证立管系统安全运营有重要意义。基于完全自主开发的虚拟网格浸入边界法求解器,采用有限差分法在交错直角网格上求解不可压缩Navier-Stokes方程、虚拟网格法施加动边界的边界条件、径向基函数等值面方法隐式表示动物体,并识别背景网格属性。采用自主开发的粘性数值求解器,模拟不同布置形式下强迫运动双圆柱绕流问题,分析了多种状态下双圆柱表面载荷和水动力特性的影响及典型流动形态。阐述了不同布置形式和振荡频率下柱体间相互干扰及升阻力系数变化规律及尾涡脱落形态机制,通过数值模拟结果分析了偏斜流、双涡对称脱落和涡列融合等典型流动干扰机理现象,为分析集群形式立管的优化布置提供理论指导。
关键词:虚拟网格法;;动边界;;双圆柱绕流;;漩涡脱落
基金资助:国家自然科学基金青年项目(51909124);; 重庆市教委科学技术青年项目(KJQN202100704;KJQN202200737);; 2021年重庆市研究生科研创新项目(2022S0047);; 2022年重庆市科技局博士直通车项目资助课题(CSTB2022BSXM-JCX0161)