深水池造流系统数值模拟研究

发布时间：2020-03-30 23:20

【摘要】：随着海洋能源的开发活动不断由近海向深海发展,适用于深海作业的生产平台不断涌现。世界各国为了提升海洋能源开发技术水平,在海洋工程的深水试验基础设施建设方面投入大量资金。深水平台处于复杂的海洋环境,对其设计和建造技术提出更高的要求。在项目建设之前需要进行模型试验来验证设计的安全性和实用性。海洋深水试验水池是发展海洋高新技术研究中的重要平台。为了提升深海试验研究技术,大连理工大学拟建设一座具有造流、造波以及造风作用的多功能深水试验池。其中的造流系统设计难度高、技术复杂,设计方案还处于论证当中。为了验证大连理工大学拟建的海洋深水试验池造流系统初始设计方案的造流效果,本文采用CFD数值模拟方法对该造流系统比尺为1:10的缩比模型进行数值模拟研究。造流水泵是造流系统的动力装置,能否正确模拟水泵的造流作用决定了深水池造流系统数值模拟结果的准确性。本文尝试了两种造流水泵的模拟方法,计算结果表明,给定模型压强入口、速度出口的简化水泵模拟方法会带来模型流量不守恒的问题,不适用于含有自由水面的流场数值模拟。在多参考坐标系(MRF)下,模型流量守恒,流场模拟结果可以用来估算水泵的造流功率。本文在多参考坐标系(MRF)下对造流系统不同浮底高度下的工况进行数值模拟研究,对流场的速度流线图、垂向流速分布、不同时刻自由水面高度、造流水泵的造流功率以及穿孔墙的整流作用进行分析。数值模拟研究结果为日后深水池造流系统的设计、优化以及造流系统的模型试验工作提供参考依据。
【学位授予单位】：大连理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：P75

【参考文献】

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本文编号：2608197