悬跨海底管道绕流三维特性的大涡数值模拟研究
自由悬跨是海底管道安全的风险之一,涡激振动(VIV)引起的疲劳是自由悬跨海底管道的主要失效模式之一。悬跨高度是影响海底管道涡激振动频率和载荷大小的一个重要因素。采用大涡数值模拟方法(LES)研究了不同悬跨间隙比(G/D)海底管道绕流的流场特性,分析了悬跨的间隙比对海管绕流场剪切层相互作用、升阻力系数和旋涡脱落等的影响规律。结果表明:与湍流模型的雷诺平均方法(RANS)相比,大涡数值模拟方法能够得到更准确和详细的近壁面圆柱绕流结果。在G/D 小于0.8 以后升阻力系数有明显变化,升力系数的均方根值随着G/D 的减小而减小。当G/D 大于0.8,升力系数的均值和均方根值基本不变,此时悬跨高度对绕流不再有明显影响。因此,可将G/D 等于0.8 作为临界悬跨间隙比,大于临界悬跨高度时的疲劳分析可等同于孤立管道。当G/D 小...
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