本文關(guān)鍵詞：考慮尾流影響的張力腿平臺(tái)渦激運(yùn)動(dòng)的研究

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【摘要】：隨著陸地油氣資源開(kāi)發(fā)的越來(lái)越多,資源日漸枯竭,世界上很多國(guó)家都把目光投向了海洋,海洋平臺(tái)的發(fā)展為海洋油氣資源的開(kāi)采提供了基礎(chǔ)。張力腿平臺(tái)經(jīng)過(guò)半個(gè)多世紀(jì)的發(fā)展,在經(jīng)典張力腿平臺(tái)的基礎(chǔ)上形成三大系列。張力腿平臺(tái)是一種半順應(yīng)半剛性的平臺(tái),平面內(nèi)的運(yùn)動(dòng)(縱蕩、橫蕩和艏搖)較大,為柔性,平面外的運(yùn)動(dòng)(橫搖、縱搖和垂蕩)較小,為剛性。本文從張力腿平臺(tái)渦激運(yùn)動(dòng)激勵(lì)的相關(guān)因素著手,如來(lái)流速度、來(lái)流方向和頻率比等等,研究張力腿平臺(tái)相關(guān)的渦激特性,如頻率鎖定、各立柱受力特性、漩渦脫落模式等。圓柱繞流是研究渦激運(yùn)動(dòng)的基礎(chǔ),本文結(jié)合SST k-ω湍流模型對(duì)單柱和張力腿平臺(tái)圓柱繞流特性進(jìn)行了數(shù)值模擬研究,采用Gambit軟件對(duì)模型分區(qū)并建立計(jì)算網(wǎng)格,通過(guò)Fluent軟件計(jì)算流場(chǎng)作用力,監(jiān)控流場(chǎng)作用于各柱的瞬時(shí)升力和阻力系數(shù),對(duì)比分析單圓柱和各個(gè)立柱的受力特性以及漩渦脫落模式等。渦激運(yùn)動(dòng)屬于復(fù)雜的流固耦合現(xiàn)象,在對(duì)單柱和張力腿平臺(tái)四柱圓柱繞流研究的基礎(chǔ)上,研究了張力腿平臺(tái)自身運(yùn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的流固耦合現(xiàn)象,分析了平臺(tái)橫向運(yùn)動(dòng)、縱向運(yùn)動(dòng)和雙向運(yùn)動(dòng)時(shí)的流固耦合效應(yīng),平臺(tái)的運(yùn)動(dòng)采用UDF求解器導(dǎo)入Fluent中進(jìn)行流場(chǎng)計(jì)算,采用動(dòng)網(wǎng)格技術(shù)進(jìn)行網(wǎng)格更新,重在分析平臺(tái)在不同流向、不同運(yùn)動(dòng)幅值和不同頻率比下的各立柱受力特性、平臺(tái)總受力以及漩渦脫落模式,并采用頻域分析方法研究了張力腿平臺(tái)的譜特性。根據(jù)以上分析,得出結(jié)論如下：?jiǎn)螆A柱的繞流分析符合經(jīng)典圓柱繞流的結(jié)論,張力腿平臺(tái)四立柱繞流分析中,各個(gè)立柱的受力特性與單柱時(shí)不同,這是因?yàn)樯舷掠瘟⒅奈恢貌煌瑢?dǎo)致的,下游立柱處在上游立柱的尾流中,受其影響較大；張力腿平臺(tái)四立柱流固耦合分析中發(fā)現(xiàn)不同的運(yùn)動(dòng)幅值、頻率比和運(yùn)動(dòng)軌跡對(duì)平臺(tái)受力影響較大。渦激運(yùn)動(dòng)是當(dāng)前海洋工程界研究的熱點(diǎn)問(wèn)題,是非常復(fù)雜的流固耦合問(wèn)題,因此對(duì)其研究具有十分重要的意義。該論文的研究成果可以為多立柱海洋平臺(tái)的設(shè)計(jì)提供重要參考,并為后續(xù)渦激運(yùn)動(dòng)的研究工作有著重要的借鑒意義,因此,本文的研究既具有重要的工程意義,又具有很好的學(xué)術(shù)價(jià)值。
【學(xué)位授予單位】：中國(guó)海洋大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：U674.38

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1 梁鵬;考慮尾流影響的張力腿平臺(tái)渦激運(yùn)動(dòng)的研究[D];中國(guó)海洋大學(xué);2015年

2 肖鑫;畸形波作用下張力腿平臺(tái)運(yùn)動(dòng)響應(yīng)分析[D];大連理工大學(xué);2009年

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本文編號(hào)：1186230