哈尔滨工程大学学报
哈爾濱工程大學學報
합이빈공정대학학보
Journal of Harbin Engineering University
2015年
11期
1433-1437
,共5页
海底管线%多孔介质%冲刷%临界条件%边界造波法%VOF方法
海底管線%多孔介質%遲刷%臨界條件%邊界造波法%VOF方法
해저관선%다공개질%충쇄%림계조건%변계조파법%VOF방법
submarine pipe line%porous media%scour%critical condition%boundary wave generation method%VOF method
为保护海底管线避免冲刷,对海底管线局部冲刷的临界条件进行研究是十分有必要的.基于海床多孔介质假设,通过添加源项方法来实现海床泥沙颗粒对水流的阻滞作用,建立了海底管线周围水动力场-渗流场耦合数值模型.利用前人数值试验结果对该数值模型进行了验证,在此基础上基于边界造波法和VOF方法对波浪作用下海底管线周围水动力场-渗流场进行了联合数值求解.分析了波浪KC数、相对埋深e/D对管线两端压差的影响,研究了管涌出口处水力梯度的变化规律.研究发现管线两端压差和渗流水力梯度随着KC和相对埋深e/D的增大而减小.管线冲刷的临界无量纲流速随着KC和相对埋深的增大而增大,并通过曲线拟合建立了一个用于计算管线冲刷无量纲流速的经验公式,为实际工程中海底管线的防护提供了重要的技术支持.
為保護海底管線避免遲刷,對海底管線跼部遲刷的臨界條件進行研究是十分有必要的.基于海床多孔介質假設,通過添加源項方法來實現海床泥沙顆粒對水流的阻滯作用,建立瞭海底管線週圍水動力場-滲流場耦閤數值模型.利用前人數值試驗結果對該數值模型進行瞭驗證,在此基礎上基于邊界造波法和VOF方法對波浪作用下海底管線週圍水動力場-滲流場進行瞭聯閤數值求解.分析瞭波浪KC數、相對埋深e/D對管線兩耑壓差的影響,研究瞭管湧齣口處水力梯度的變化規律.研究髮現管線兩耑壓差和滲流水力梯度隨著KC和相對埋深e/D的增大而減小.管線遲刷的臨界無量綱流速隨著KC和相對埋深的增大而增大,併通過麯線擬閤建立瞭一箇用于計算管線遲刷無量綱流速的經驗公式,為實際工程中海底管線的防護提供瞭重要的技術支持.
위보호해저관선피면충쇄,대해저관선국부충쇄적림계조건진행연구시십분유필요적.기우해상다공개질가설,통과첨가원항방법래실현해상니사과립대수류적조체작용,건립료해저관선주위수동력장-삼류장우합수치모형.이용전인수치시험결과대해수치모형진행료험증,재차기출상기우변계조파법화VOF방법대파랑작용하해저관선주위수동력장-삼류장진행료연합수치구해.분석료파랑KC수、상대매심e/D대관선량단압차적영향,연구료관용출구처수력제도적변화규률.연구발현관선량단압차화삼류수력제도수착KC화상대매심e/D적증대이감소.관선충쇄적림계무량강류속수착KC화상대매심적증대이증대,병통과곡선의합건립료일개용우계산관선충쇄무량강류속적경험공식,위실제공정중해저관선적방호제공료중요적기술지지.
