通過計(jì)算流體力學(xué)（CFD）數(shù)值模擬,針對(duì)一型采用矩形截面立柱設(shè)計(jì)的深吃水半潛式生產(chǎn)平臺(tái),研究其在波浪和流共同作用時(shí)的渦激運(yùn)動(dòng)響應(yīng).選取典型135°來流方向,以正弦振蕩流模擬波浪,考慮不同KC數(shù)、不同相對(duì)流數(shù)下波浪與同向均勻流耦合作用.研究表明,較之于僅有均勻流作用,均勻流和正弦振蕩流耦合作用時(shí),矩形截面立柱的半潛式平臺(tái)運(yùn)動(dòng)響應(yīng)明顯增大.振蕩流耦合作用影響顯著. 

【文章來源】：上海交通大學(xué)學(xué)報(bào). 2016,50(03)北大核心EICSCD

【文章頁數(shù)】：7 頁

【部分圖文】：

圖３ＫＣ＝０．９時(shí)Ｙ／Ｄ時(shí)歷曲線和譜密度函數(shù)Ｆｉｇ．３ＴｉｍｅｓｅｒｉｅｓａｎｄｓｐｅｃｔｒａｌｄｅｎｓｉｔｙｓｗａｙｍｏｔｉｏｎａｔＫＣ＝０．９３．２縱蕩運(yùn)動(dòng)響應(yīng)

ＫＣ＝０．９時(shí)，不同ＵｍＵ下橫蕩運(yùn)動(dòng)的ＹＤ時(shí)歷曲線及頻率與響應(yīng)幅值關(guān)系如圖３所示．圖３ＫＣ＝０．９時(shí)Ｙ／Ｄ時(shí)歷曲線和譜密度函數(shù)Ｆｉｇ．３ＴｉｍｅｓｅｒｉｅｓａｎｄｓｐｅｃｔｒａｌｄｅｎｓｉｔｙｓｗａｙｍｏｔｉｏｎａｔＫＣ＝０．９３．２縱蕩運(yùn)動(dòng)響應(yīng)不同ＫＣ數(shù)和Ｕｍ／Ｕ下縱蕩運(yùn)動(dòng)響應(yīng)結(jié)果如圖４所示．可見，對(duì)于縱蕩運(yùn)動(dòng)，同流向下振蕩流與均勻流耦合作用要比均勻流作用下的響應(yīng)要顯著．ＵｍＵ對(duì)于縱蕩運(yùn)動(dòng)標(biāo)稱響應(yīng)幅值影響較�。S著ＫＣ數(shù)增大，縱蕩響應(yīng)總體上呈現(xiàn)出逐漸增大的趨勢(shì)．ＫＣ＝０．９時(shí)，Ｕｍ／Ｕ＝０．４、０．６、０．８、１．０、１．２和１．４時(shí)縱蕩運(yùn)動(dòng)時(shí)歷曲線如圖５所示．３．３受力分析平臺(tái)所受升力系數(shù)和時(shí)均、脈動(dòng)阻力系數(shù)如圖６所示．可見，與僅受均勻流作用相比，時(shí)均升力系數(shù)在同方向上受振蕩流和均勻流耦合作用時(shí)總體上是減少的．而脈動(dòng)升力系數(shù)則明顯變大，且同一ＫＣ數(shù)下，隨著相對(duì)流數(shù)增大而減�。谕幌鄬�(duì)流數(shù)且Ｕｍ／Ｕ＜１．０時(shí)，脈動(dòng)升力系數(shù)是隨ＫＣ數(shù)增大而減小的．當(dāng)Ｕｍ／Ｕ＞１．０時(shí)，ＫＣ數(shù)對(duì)脈動(dòng)升力系數(shù)影響很小．阻力呈現(xiàn)的規(guī)律與升力規(guī)律類似，在振蕩圖４不同ＫＣ數(shù)下縱蕩運(yùn)動(dòng)響應(yīng)幅值與Ｕｍ／Ｕ的關(guān)系Ｆｉｇ．４Ｍａｘｉｍｕｍａｎｄｎｏｍｉｎａｌｒｅｓｐｏｎｓｅａｍｐｌｉｔｕｄｅｏｆｓｕｒｇｅｍｏｔｉｏｎ圖５時(shí)ＫＣ＝０．９時(shí)縱蕩運(yùn)動(dòng)Ｘ／Ｄ時(shí)歷曲線Ｆｉｇ．５ＴｉｍｅｓｅｒｉｅｓｏｆｓｕｒｇｅｍｏｔｉｏｎＸ／ＤａｔＫＣ＝０．９流耦合作用

ｅｓｅｒｉｅｓａｎｄｓｐｅｃｔｒａｌｄｅｎｓｉｔｙｓｗａｙｍｏｔｉｏｎａｔＫＣ＝０．９３．２縱蕩運(yùn)動(dòng)響應(yīng)不同ＫＣ數(shù)和Ｕｍ／Ｕ下縱蕩運(yùn)動(dòng)響應(yīng)結(jié)果如圖４所示．可見，對(duì)于縱蕩運(yùn)動(dòng)，同流向下振蕩流與均勻流耦合作用要比均勻流作用下的響應(yīng)要顯著．ＵｍＵ對(duì)于縱蕩運(yùn)動(dòng)標(biāo)稱響應(yīng)幅值影響較小．隨著ＫＣ數(shù)增大，縱蕩響應(yīng)總體上呈現(xiàn)出逐漸增大的趨勢(shì)．ＫＣ＝０．９時(shí)，Ｕｍ／Ｕ＝０．４、０．６、０．８、１．０、１．２和１．４時(shí)縱蕩運(yùn)動(dòng)時(shí)歷曲線如圖５所示．３．３受力分析平臺(tái)所受升力系數(shù)和時(shí)均、脈動(dòng)阻力系數(shù)如圖６所示．可見，與僅受均勻流作用相比，時(shí)均升力系數(shù)在同方向上受振蕩流和均勻流耦合作用時(shí)總體上是減少的．而脈動(dòng)升力系數(shù)則明顯變大，且同一ＫＣ數(shù)下，隨著相對(duì)流數(shù)增大而減小．在同一相對(duì)流數(shù)且Ｕｍ／Ｕ＜１．０時(shí)，脈動(dòng)升力系數(shù)是隨ＫＣ數(shù)增大而減小的．當(dāng)Ｕｍ／Ｕ＞１．０時(shí)，ＫＣ數(shù)對(duì)脈動(dòng)升力系數(shù)影響很�。枇Τ尸F(xiàn)的規(guī)律與升力規(guī)律類似，在振蕩圖４不同ＫＣ數(shù)下縱蕩運(yùn)動(dòng)響應(yīng)幅值與Ｕｍ／Ｕ的關(guān)系Ｆｉｇ．４Ｍａｘｉｍｕｍａｎｄｎｏｍｉｎａｌｒｅｓｐｏｎｓｅａｍｐｌｉｔｕｄｅｏｆｓｕｒｇｅｍｏｔｉｏｎ圖５時(shí)ＫＣ＝０．９時(shí)縱蕩運(yùn)動(dòng)Ｘ／Ｄ時(shí)歷曲線Ｆｉｇ．５ＴｉｍｅｓｅｒｉｅｓｏｆｓｕｒｇｅｍｏｔｉｏｎＸ／ＤａｔＫＣ＝０．９流耦合作用下的時(shí)均阻力系數(shù)較�。}動(dòng)阻力系數(shù)在同一ＫＣ數(shù)下，隨著相對(duì)流數(shù)增大而減小，同一相對(duì)流數(shù)下，隨ＫＣ數(shù)的增大而減小，且隨著相對(duì)流數(shù)的增大，這種變化會(huì)減弱．４６４


本文編號(hào)：3091329