斜向波浪作用下海底管线周围水动力特性数值研究  被引量:2

Numerical study on the hydrodynamics around marine pipelines under oblique waves

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作  者:常留红[1,2] 蒋昌波[1,2] 程永舟[1,2] 刘晓建[1,2] 

机构地区:[1]长沙理工大学水利工程学院,湖南长沙410004 [2]水沙科学与水灾害防治湖南省重点实验室,湖南长沙410004

出  处:《水动力学研究与进展(A辑)》2016年第3期311-319,共9页Chinese Journal of Hydrodynamics

基  金:国家自然科学基金(51239001;41176072);湖南省教育厅科研项目;长沙理工大学人才计划项目~~

摘  要:管线周围的水动力因素是管线冲刷的主要原因之一。基于OpenFOAM开源程序,结合改进后的速度入口造波法,建立三维波浪数值水槽,耦合分离涡紊流模拟方法,对管线周围水动力特性进行研究。分析了波浪入射角为30°、45°、60°和90°和KC数为5、8和11的波浪作用下,管线周围的流场结构进行分析,探讨入射角和KC数对管线周围水流结构的影响规律。结果表明:波浪作用下,入射角和KC数对管线周围水流结构具有较明显的影响。且随入射角增大,管上表面水流分离现象明显,管后正负涡量相邻分布的特征减弱;随KC数增大,管线附近涡量分布范围增大,正负涡量逐渐分离。The hydrodynamic factor is one of the main causes of scour around marine pipeline. A 3D numerical wave tank was developed based on the open-source soRware package and improved velocity-inlet wave generation method, with the turbulence model of detached eddy simulation. Considering the influence of wave incident angle and KC number on hydrodynamic characteristics, the flow structure is analyzed at 30°, 45°, 60° and 90° directions waves and KC number 5, 8 and 11. The results show that: the KC number and wave directions make a significant impact on the flow structure around the pipeline; with the increase of wave incident angle, flow separation on the pipeline is gradually evident, and the character of positive vorticity adjacent with the negative one is weakened; with KC number enlarging, the region ofvorticy around pipeline is extending, nevertheless positive vorticity and negative one gradually separating.

关 键 词:海底管线 斜向波浪 水动力特性 入射角 KC数 

分 类 号:TV139.2[水利工程—水力学及河流动力学]

 

参考文献:

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引证文献:

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