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绕海底管线肩部的三维流动的数值模拟
【机构】 大连理工大学土木系港海教研室； 澳大利亚西澳大学土木与资源工程系；
【摘要】 用三维有限元方法模拟了恒定来流绕悬空的海底管线与海床相交处,即管线肩部的三维流动情况。基于管线直径和来流最大流速的Re数为500和5×105,即层流和湍流两种情况。在高Re数的湍流情况下,应用Smagrinsky亚格子模型来封闭湍流方程。数值研究结果表明,绕管线肩部在管线上游形成了一条螺旋形涡管,它的一端绕过半埋于海床的管线段的顶部,另一端延伸至悬空管线与海床的间隙中。这种三维流态与Sumer和Fredsoe的预想很相似。同时,数值结果也表明在管线肩部附近的海床上有显著的床面剪切应力集中现象, 本文也讨论了这种剪切应力集中的原因。本文的研究为利用数值模型进一步研究海底管线周围局部冲刷沿管线轴向发展打下了初步的基础。
- 【会议录名称】 第十六届全国水动力学研讨会文集
- 【会议名称】第十六届全国水动力学研讨会
- 【会议时间】2002
- 【会议地点】中国北京
- 【分类号】U171
- 【主办单位】《水动力学研究与进展》编委会、中国力学学会、中国造船工程学会、中山大学、澳门大学、澳门科学技术协进会、水动力学国家级重点实验室、上海市力学学会