內(nèi)孤立波與剪切流聯(lián)合作用下海洋柔性立管載荷與響應(yīng)分析.pdf

1、隨著人類對(duì)石油資源需求的日益增長(zhǎng)，近海資源已不能滿足需求，世界各國(guó)已將開(kāi)采石油資源的觸角伸向更深的海洋。深海海洋環(huán)境遠(yuǎn)比近海復(fù)雜，內(nèi)孤立波就是其中一個(gè)具有代表性的深?，F(xiàn)象，并且，以立管為代表的海洋結(jié)構(gòu)物同時(shí)還承受著深海復(fù)雜海流的作用而產(chǎn)生渦激振動(dòng)。因此，內(nèi)孤立波與剪切流聯(lián)合作用會(huì)對(duì)立管等海洋結(jié)構(gòu)物造成巨大破壞。
　　隨著海洋深度的增加，立管的長(zhǎng)徑比越來(lái)越大，其“柔性”特質(zhì)變得愈加明顯，立管與內(nèi)孤立波之間的相互耦合作用不可忽略。本文

2、中將使用數(shù)值方法對(duì)其進(jìn)行研究，以建立一種可以模擬內(nèi)孤立波與立管之間實(shí)時(shí)雙向流固耦合的相互作用的方法。
　　本文在對(duì)國(guó)內(nèi)外相關(guān)研究的現(xiàn)狀進(jìn)行綜述的基礎(chǔ)上，圍繞內(nèi)孤立波與剪切流聯(lián)合作用時(shí)與柔性立管相互作用的問(wèn)題開(kāi)展了以下工作：
　　一、根據(jù)內(nèi)孤立波mKdv理論，以RANS方程為控制方程，結(jié)合VOF方法，采用速度入口造波法及數(shù)值耗散與開(kāi)渠邊界相結(jié)合的方法消波，建立了二維及三維內(nèi)孤立波（ISW）數(shù)值水池，并將數(shù)值結(jié)果與理論結(jié)果進(jìn)行了

3、對(duì)比，驗(yàn)證了造波方法的可行性。
　　二、基于內(nèi)孤立波數(shù)值造波理論，在UDF中加入剪切流模型，數(shù)值模擬了二維及三維內(nèi)孤立波與剪切流聯(lián)合作用（ISW+C），并與內(nèi)孤立波單獨(dú)作用時(shí)的波形及波致流場(chǎng)進(jìn)行了對(duì)比分析。
　　三、在建立了可行內(nèi)孤立波與剪切流聯(lián)合作用數(shù)值水槽的基礎(chǔ)上，在水槽中放置剛性立管，研究剛性立管分別在內(nèi)孤立波及內(nèi)孤立波與剪切流聯(lián)合作用時(shí)所受的升力、拖曳力、速度場(chǎng)分布及尾流場(chǎng)中渦的產(chǎn)生與發(fā)放。
　　四、指定立管材