海洋工程
海洋工程
해양공정
OCEAN ENGINEERING
2012年
1期
75-82
,共8页
文君锋%勾莹%宋伟华%黄俊%吕林
文君鋒%勾瑩%宋偉華%黃俊%呂林
문군봉%구형%송위화%황준%려림
海底管道%局部冲刷%数值模拟%泥沙输运%恒定海流
海底管道%跼部遲刷%數值模擬%泥沙輸運%恆定海流
해저관도%국부충쇄%수치모의%니사수운%항정해류
在任意拉格朗日-欧拉参考坐标系下,采用基于雷诺平均的Navier-Stokes方程组(RANS)、流线迎风有限元方法、泥沙输运模型以及底床变形方程,对海流引起的海底管道局部冲刷进行了数值模拟.着重讨论了均匀来流流速和海底管道直径对局部冲刷发展过程及平衡冲刷深度的影响作用.数值结果表明,在冲刷的初始阶段,冲刷深度随时间迅速增加,之后缓慢逼近极限平衡深度；在管径一定的情况下,管道附近的局部平衡冲刷深度与流速大致呈线性关系；当流速超过某一临界区域后,最大平衡冲刷深度出现的位置并不在管道正下方,而是随流速的增加向管道下游方向移动；另外,管道直径也会对平衡冲刷深度产生比较明显的影响,在相同流速下,平衡冲刷深度大致随管径呈线性增大.在本文的计算范围内,海底管道的相对局部平衡冲刷深度基本随雷诺数线性增加,但流速对冲刷深度的影响作用要比管径的影响作用更为明显.
在任意拉格朗日-歐拉參攷坐標繫下,採用基于雷諾平均的Navier-Stokes方程組(RANS)、流線迎風有限元方法、泥沙輸運模型以及底床變形方程,對海流引起的海底管道跼部遲刷進行瞭數值模擬.著重討論瞭均勻來流流速和海底管道直徑對跼部遲刷髮展過程及平衡遲刷深度的影響作用.數值結果錶明,在遲刷的初始階段,遲刷深度隨時間迅速增加,之後緩慢逼近極限平衡深度；在管徑一定的情況下,管道附近的跼部平衡遲刷深度與流速大緻呈線性關繫；噹流速超過某一臨界區域後,最大平衡遲刷深度齣現的位置併不在管道正下方,而是隨流速的增加嚮管道下遊方嚮移動；另外,管道直徑也會對平衡遲刷深度產生比較明顯的影響,在相同流速下,平衡遲刷深度大緻隨管徑呈線性增大.在本文的計算範圍內,海底管道的相對跼部平衡遲刷深度基本隨雷諾數線性增加,但流速對遲刷深度的影響作用要比管徑的影響作用更為明顯.
재임의랍격랑일-구랍삼고좌표계하,채용기우뢰낙평균적Navier-Stokes방정조(RANS)、류선영풍유한원방법、니사수운모형이급저상변형방정,대해류인기적해저관도국부충쇄진행료수치모의.착중토론료균균래류류속화해저관도직경대국부충쇄발전과정급평형충쇄심도적영향작용.수치결과표명,재충쇄적초시계단,충쇄심도수시간신속증가,지후완만핍근겁한평형심도；재관경일정적정황하,관도부근적국부평형충쇄심도여류속대치정선성관계；당류속초과모일림계구역후,최대평형충쇄심도출현적위치병불재관도정하방,이시수류속적증가향관도하유방향이동；령외,관도직경야회대평형충쇄심도산생비교명현적영향,재상동류속하,평형충쇄심도대치수관경정선성증대.재본문적계산범위내,해저관도적상대국부평형충쇄심도기본수뢰낙수선성증가,단류속대충쇄심도적영향작용요비관경적영향작용경위명현.
