海洋内孤立波与深海立管的相互作用数值模拟研究

发布时间：2022-11-06 17:41

　　随着世界石油产业的发展,海洋石油的开采范围逐步扩展至深海海域。在深海中,海洋结构物将面临更加复杂恶劣的海洋环境,海洋内孤立波便是其中之一。内孤立波具有振幅大、作用时间长等特点,因此在一定条件下会给深海工程带来严峻的威胁。由于大振幅内孤立波具有强非线性,而且其与大长径比的细长柔性立管的相互作用也是强非线性的。因此,本文采用数值水槽来研究该问题,是一种更为直接的方法。 本文在总结回顾国内外有关研究现状的基础上,对内孤立波与深海立管的相互作用问题开展了如下几个方面的研究工作: 在第三章中,基于内孤立波的全非线性MCC理论,建立了二维内孤立波数值水槽,实现了内孤立波可控数值造波模拟,并结合海绵阻尼层法和开渠边界法实现了内孤立波的消波模拟。 在第四章中,建立了大振幅内孤立波的三维数值水槽,所得内孤立波振幅达到了较高的精度。 在第五章中,利用三维内孤立波水槽,研究了大振幅内孤立波与大长径比深海立管相互作用时的流场特性及立管的时历载荷特性。 在第六章中,根据内孤立波作用于立管的时历载荷,利用有限元软件,采用法瞬态动力学分析方法,得到了立管在内孤立波作用下的动力响应特性。... 

【文章页数】：90 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
目录
第一章 绪论
    1.1 引言
    1.2 内孤立波的研究与进展
    1.3 本论文的研究内容
    1.4 本论文的研究意义及创新点
        1.4.1 论文的主要研究意义
        1.4.2 论文的主要创新点
第二章 内孤立波数值水槽
    2.1 内孤立波MCC、KdV、mKdV 理论模型
    2.2 数值造波方法
    2.3 数值消波方法
    2.4 流场数值模拟方法
    2.5 本章小结
第三章 二维内孤立波数值水槽
    3.1 数值模型
    3.2 数值造波结果分析
    3.3 内孤立波可控造波模拟
    3.4 内孤立波诱导速度场分析
    3.5 内孤立波数值消波模拟
    3.6 本章小结
第四章 三维内孤立波数值水槽
    4.1 二维简化数值模型
    4.2 二维数值造波拟合
    4.3 三维数值水槽修正
    4.4 三维内孤立波流场特性分析
    4.5 本章小结
第五章 内孤立波与立管相互作用数值模拟
    5.1 数值模型
    5.2 数值结果
        5.2.1 速度场分布
        5.2.2 涡量场分布
        5.2.3 立管表面压力及剪切力
        5.2.4 立管载荷时历特性
    5.3 本章小结
第六章 立管动力特性数值模拟分析
    6.1 瞬态动力分析原理
        6.1.1 大变形效应
        6.1.2 瞬态动力学分析方法
    6.2 立管有限元动力分析过程
        6.2.1 数值模型
        6.2.2 计算过程
    6.3 数值结果
        6.3.1 立管变形时历特性
        6.3.2 立管应力分布特性
    6.4 本章小结
第七章 结论与展望
    7.1 主要研究工作总结及结论
    7.2 进一步工作展望
参考文献
致谢
攻读硕士学位期间发表或录用的论文


【参考文献】：
期刊论文
[1]内孤立波与深海立管相互作用数值模拟[J]. 刘碧涛,李巍,尤云祥,曲衍,范模.  海洋工程. 2011(04)
[2]海洋内孤立波中张力腿平台的水动力特性[J]. 尤云祥,李巍,时忠民,曲衍,肖越.  上海交通大学学报. 2010(01)
[3]基于FLUENT的海洋内孤立波数值水槽模拟[J]. 陈钰,朱良生.  海洋技术. 2009(04)
[4]两层流体中内孤立波与潜体相互作用数值模拟[J]. 付东明,尤云祥,李巍.  海洋工程. 2009(03)
[5]线性连续分层流体中水波与截断圆柱浮体的相互作用[J]. 尤云祥,徐杰,魏岗,常煜,张军,赵峰.  船舶力学. 2007(05)
[6]分层流体中内孤立波在潜浮式竖直薄板上透射和反射[J]. 魏岗,尤云祥,缪国平,苏晓冰.  海洋工程. 2007(01)
[7]分层流体中内孤立波在台阶上的反射和透射[J]. 魏岗,尤云祥,缪国平,秦学明.  力学学报. 2007(01)
[8]基于动量源方法的黏性流数值波浪水槽[J]. 李凌,林兆伟,尤云祥,缪国平.  水动力学研究与进展A辑. 2007(01)
[9]内孤立波的研究与数值模型[J]. 孙丽,杜涛,李群.  海洋湖沼通报. 2006(04)
[10]波浪对船剖面作用的时域计算模型[J]. 王大国,冮冮冮,洪林.  辽宁工程技术大学学报. 2006(05)

博士论文
[1]斜向和多向不规则波对直立堤作用的研究[D]. 李本霞.大连理工大学 2003

硕士论文
[1]内孤立波与深海立管相互作用数值模拟研究[D]. 刘碧涛.上海交通大学 2011
[2]内孤立波与深海半潜式平台及立管相互作用数值模拟研究[D]. 周小龙.上海交通大学 2010
[3]南海东北部深水海域大振幅内孤立波的数值模拟和SAR遥感仿真研究[D]. 石新刚.中国海洋大学 2009
[4]基于VOF方法的不规则波阻尼消波研究[D]. 韩朋.大连理工大学 2009
[5]孤立波与浮式结构物相互作用的粘性流数值模拟研究[D]. 宋帅.上海交通大学 2008
[6]基于FLUENT的二维数值波浪水槽研究[D]. 李胜忠.哈尔滨工业大学 2006
[7]大尺度深水立管非线性振动特性研究[D]. 李凌.天津大学 2004
[8]利用合成孔径雷达研究海洋内波[D]. 李海艳.中国海洋大学 2004



本文编号：3703935