检索结果-内蒙古大学图书馆

作者：阙小玲浙江海洋大学

学位级别：硕士

半潜式平台作为海洋油气资源开发的主要浮式平台之一,在复杂的海洋环境中易发生涡激运动,从而对自身及其附件产生严重的疲劳破坏,因此半潜式平台涡激运动一直是工程界和学术界研究的热点问题。立柱间距比是影响半潜式平台涡激运动的关... 详细信息

半潜式平台作为海洋油气资源开发的主要浮式平台之一,在复杂的海洋环境中易发生涡激运动,从而对自身及其附件产生严重的疲劳破坏,因此半潜式平台涡激运动一直是工程界和学术界研究的热点问题。立柱间距比是影响半潜式平台涡激运动的关键结构特征参数之一,但是目前对间距比的影响研究成果较少。因此,本文基于雷诺平均Navier-Stokes方程和SST κ-ω湍流模型建立了涡激运动数值模型,利用Fluent软件中的动网格技术实现流固耦合作用。数值模拟过程中,选取了4种间距比(分别为2.5、3.0、3.5和4.0)和2种流向角(分别为0°和45°),约化速度区间为1.85～13.89(对应雷诺数Re=3600～27000),从平台的响应幅值、响应频率、受力特性以及泄涡特性等方面入手,重点探讨了流向角和间距比对半潜式平台涡激运动特征的影响。数值模拟结果表明:间距比对平台响应幅值、响应频率、受力特性、运动轨迹和涡旋发放模式都有较大影响。从响应幅值看,0°流向角下,平台横荡和艏揺响应幅值受到间距比的影响较为明显;而45°流向角下纵荡响应幅值受到间距比的影响较大。从响应频率和功率谱密度看,不同间距比的平台横荡都观察到了频率锁定现象,在锁定区内平台横荡的运动能量较为集中。纵荡和艏揺并没有观察到明显的频率锁定现象,随着约化速度的增大,艏揺响应频率从平台横荡固有频率逐渐增大至艏揺固有频率附近。0°流向角下,间距比为2.5和3.0的横荡锁定区范围小于间距比为3.5和4.0;45°流向角下,不同间距比的平台横荡锁定区范围大致相同,且锁定区范围大于0°流向角。从受力特性看,0°流向角下,间距比越大,力系数曲线越不规则;45°流向角下,所有间距比的力系数曲线都较为规则。从运动轨迹看,无论流向角为0°还是45°,在平台的锁定区内均能观察到“8”字形或椭圆形运动轨迹,但仍受到间距比的影响。在较小的间距比时运动轨迹较为规则,但随着间距比的增大,平台在锁定区内的运动轨迹规律性逐渐减弱。从涡旋发放模式看,0°流向角下涡旋发放模式较为规律,能在锁定区内观察到“2P”模式或偏斜尾流模式;而45°流向角下,平台的旋涡发放更为复杂,在尾流区难以观察到明显的涡街。

关键词：涡激运动半潜式平台间距比涡旋发放模式

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南海张力腿平台涡激运动响应研究

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中国海洋平台 2016年第6期31卷 84-90,98页

作者：董晓曼蔡元浪李俊汲宋安科海洋石油工程股份有限公司天津300451

张力腿平台(TLP)是一种深吃水的立柱式平台,南海流速特征可诱发其较大的涡激运动,影响立管和张力腿系统的设计。从南海张力腿平台的前端设计项目出发,对涡激运动产生机理、关键特性进行论述。同时,结合拖曳实验,发现TLP平台在与来流垂... 详细信息

张力腿平台(TLP)是一种深吃水的立柱式平台,南海流速特征可诱发其较大的涡激运动,影响立管和张力腿系统的设计。从南海张力腿平台的前端设计项目出发,对涡激运动产生机理、关键特性进行论述。同时,结合拖曳实验,发现TLP平台在与来流垂直的方向上会发生的最大涡激运动响应,且存在锁定区间。研究工作对张力腿平台的工程设计具有借鉴意义。

关键词：张力腿平台涡激运动模型试验

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考虑波流耦合作用的平台涡激运动试验研究

引用

海洋工程装备与技术 2024年第4期11卷 75-84页

作者：汤乾宇中海石油(中国)有限公司湛江分公司广东湛江524057

为了进一步研究波流耦合作用下的平台涡激运动响应,本研究针对中国海洋石油总公司计划开发的南海北部陵水172气田的深水半潜式生产储卸油平台,开展了波流耦合下的平台涡激运动试验。研究目的在于表征和量化半潜式平台在不同流速、流向... 详细信息

为了进一步研究波流耦合作用下的平台涡激运动响应,本研究针对中国海洋石油总公司计划开发的南海北部陵水172气田的深水半潜式生产储卸油平台,开展了波流耦合下的平台涡激运动试验。研究目的在于表征和量化半潜式平台在不同流速、流向角以及有无波浪作用下的涡激运动响应,以提供立管和系泊疲劳分析的设计输入。制作了1∶60缩尺比的半潜式平台模型,通过拖曳水池模拟了纯均匀流和波流耦合的环境条件,测试了平台的静态刚度、固有周期和六自由度运动响应。研究结果表明,半潜式平台的涡激运动主要表现为水平面内的横向、纵向运动和艏摇,横向运动响应最为显著。在均匀流作用下,45°流向角时的横向运动响应幅值大于0°流向角,且在折合速度5~7的区间内达到最大。附加阻尼装置能有效降低运动响应,特别是在45°流向角时效果更为明显。波浪对涡激运动幅值有一定的削弱作用,尤其在折合速度接近7时更为显著。此外,试验还观察到纵向运动和艏摇运动表现出与均匀流作用下不同的特性。本研究的意义在于,为深海油气开发中的半潜式平台设计提供了重要的工程数据和理论支持,有助于优化立管和系泊系统设计,确保平台在复杂海洋环境中的安全稳定运营。

关键词：涡激运动波流耦合静态刚度静水衰减运动响应

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Spar风电平台涡激运动特性研究

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海岸工程 2022年第1期41卷 37-47页

作者：宋佳奇王俊荣王德志康信龙中国海洋大学工程学院山东青岛266100 山东省海洋工程重点实验室山东青岛266100

本文研究了无侧板单立柱Spar风电平台在不同约化速度(U_(r))下的涡激运动特征。基于计算流体动力学进行数值模拟,采用剪应力运输(Shear Stress Transport,SST)k-ω湍流模型模拟漩涡脱落,通过自编动力积分程序和重叠网格实现涡激运动的... 详细信息

本文研究了无侧板单立柱Spar风电平台在不同约化速度(U_(r))下的涡激运动特征。基于计算流体动力学进行数值模拟,采用剪应力运输(Shear Stress Transport,SST)k-ω湍流模型模拟漩涡脱落,通过自编动力积分程序和重叠网格实现涡激运动的实时流固耦合,对U_(r)为2~14时的平台涡激运动响应进行计算,分析涡激运动模式随U_(r)演变的规律,定性分析物理模型试验不满足雷诺数(Re)相似对涡激运动结果的影响。结果显示:平台分别在U_(r)=3.5~4.5和U_(r)=5~10时发生了纵荡和横荡锁频;物理模型试验不满足Re相似,高估了平台所受的黏性力。通过数值计算得出的平台涡激运动特性可为Spar风电平台相关设计分析与试验提供参考。

关键词： Spar风电平台涡激运动流固耦合浮式风电平台

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均匀来流中浮式圆柱的涡激运动研究

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中国海洋平台 2010年第1期25卷 8-15页

作者：王颖杨建民李欣吕海宁上海交通大学上海200030

采用模型试验和CFD计算相结合的方法,对均匀来流中浮式圆柱在不同状态及不同控制参数下的尾流流场、涡脱激励及相应的涡激运动特征进行了较深入的机理性研究,为进一步对Spar等海洋浮式平台进行涡激运动研究奠定了基础。

关键词：圆柱涡激运动模型试验 CFD 减涡侧板

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新型深水多立柱FDPSO涡激运动研究进展

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江苏科技大学学报（自然科学版） 2014年第5期28卷 415-422页

作者：谷家扬吴介杨建民江苏科技大学船舶与海洋工程学院江苏镇江212003 上海交通大学海洋工程国家重点试验室上海200240

平台涡激运动易导致立管及系泊系统疲劳损伤,危害其安全、稳定性.平台由于具有较小的纵横比、显著的刚性特征及特有的系泊系统,其涡激运动显示出与立管等细长体涡激振动截然不同的运动特征.文中介绍了FDPSO常采用的特殊升沉补偿装置、... 详细信息

平台涡激运动易导致立管及系泊系统疲劳损伤,危害其安全、稳定性.平台由于具有较小的纵横比、显著的刚性特征及特有的系泊系统,其涡激运动显示出与立管等细长体涡激振动截然不同的运动特征.文中介绍了FDPSO常采用的特殊升沉补偿装置、多立柱绕流特性及多立柱海洋平台涡激运动的研究进展.鉴于深水多立柱FDPSO涡激运动及稳定性研究是非常复杂的流固耦合问题,文中给出了研究其涡激运动的基本思路和步骤,介绍新型多立柱FDPSO涡激运动的研究方法及现状,为其涡激运动抑制及抑制装置研制提供理论支撑.

关键词：浮式钻井生产储油平台多立柱涡激运动升沉补偿装置

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Spar平台涡激运动的数值模拟

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船舶 2018年第4期29卷 1-8页

作者：单铁兵李曼中国船舶及海洋工程设计研究院上海200011

涡激运动对Spar平台的安全性影响已越来越受到重视。文中采用基于粘性流的CFD方法,对海流作用下Spar平台的涡激运动特性开展研究:确定了Spar平台涡激运动的数值分析方法、绘制合理的网格,研究Spar平台横荡、纵荡响应以及平台在水平面内... 详细信息

涡激运动对Spar平台的安全性影响已越来越受到重视。文中采用基于粘性流的CFD方法,对海流作用下Spar平台的涡激运动特性开展研究:确定了Spar平台涡激运动的数值分析方法、绘制合理的网格,研究Spar平台横荡、纵荡响应以及平台在水平面内的运动轨迹特点,以及平台运动与漩涡脱落之间的关系;揭示了平台涡激运动随时间变化的发展规律,为下一步提出抑制Spar平台涡激运动的措施提供重要思路。该项研究成果将为开展Spar平台三维涡激响应分析提供一定的参考。

关键词：涡激运动粘性流横向运动运动轨迹漩涡脱落

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Spar平台涡激运动关键特性研究进展

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中国海洋平台 2008年第3期23卷 1-10页

作者：王颖杨建民杨晨俊上海交通大学上海200030

介绍了目前国际上Spar平台涡激运动研究的概况,并从涡激运动的形成机理、涡激运动响应特征、涡激运动抑制方法、涡激运动研究及预报方法等几个方面对其关键特性进行了详细阐述,提出了这一课题未来研究方向的有关建议。

关键词： Spar平台涡激运动减涡侧板 CFD 模型试验

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螺旋侧板截面形状对Spar平台涡激运动的影响研究

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水资源与水工程学报 2017年第3期28卷 105-109页

作者：张楠李春丁勤卫郝文星王东华上海理工大学能源与动力工程学院上海200093 上海市动力工程多相流动与传热重点实验室上海200093

处于深水中的Spar平台两侧不断产生周期性漩涡脱落,极易诱发涡激运动,缩短平台疲劳寿命。为探究不同截面形状螺旋侧板对漂浮式风力机Spar平台涡激运动的影响,采用大涡模拟(LES)方法,对亚临界雷诺数流动状态下附加不同截面形状螺旋侧板... 详细信息

处于深水中的Spar平台两侧不断产生周期性漩涡脱落,极易诱发涡激运动,缩短平台疲劳寿命。为探究不同截面形状螺旋侧板对漂浮式风力机Spar平台涡激运动的影响,采用大涡模拟(LES)方法,对亚临界雷诺数流动状态下附加不同截面形状螺旋侧板的平台进行研究,并与光滑平台进行对比,分析其水动力系数及尾涡发放特点。研究表明:螺旋侧板在有效抑制平台升力系数的同时,还会增加阻力系数,圆形截面侧板对平台升力系数的降幅最大,阻力系数增幅最小;螺旋侧板的存在使漩涡脱落频率整体减小,从单一主频发放变为主频和次频发放;圆形截面侧板的漩涡脱落点距离平台最远,发放最为迟缓;在研究范围内,发现圆形截面侧板抑涡效果最佳。

关键词： Spar平台涡激运动螺旋侧板截面形状大涡模拟

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二维多圆柱涡激运动的数值模拟

二维多圆柱涡激运动的数值模拟

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第二十一届全国水动力学研讨会暨第八届全国水动力学学术会议暨两岸船舶与海洋工程水动力学研讨会

作者：万德成上海交通大学船舶海洋与建筑工程学院海洋工程国家重点实验室

本研究利用多重网格虚拟边界有限元法(MFBM)数值模拟多圆柱涡激运动问题. MFBM 的最大优点是允许用固定的结构化网格覆盖真实物体形状却又独立于真实运动物体进行数值处理,物体可以在流体计算的固定网格中自由运动而不需要重新生成网格... 详细信息

本研究利用多重网格虚拟边界有限元法(MFBM)数值模拟多圆柱涡激运动问题. MFBM 的最大优点是允许用固定的结构化网格覆盖真实物体形状却又独立于真实运动物体进行数值处理,物体可以在流体计算的固定网格中自由运动而不需要重新生成网格,物体的形状和数量不受限制,因此特别适合多圆柱物体在流场中运动问题的数值模拟.本研究采用 MFBM 方法,对一个大圆柱捆绑四个小圆柱,在黏性流场中的受迫运动和自激运动问题进行数值模拟,并分析比较多圆柱在受迫运动和自激运动的泻涡结构特征与多圆柱运动的关系.

关键词：多重网格虚拟边界法涡激运动多圆柱黏性流动

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