半潜式浮式风机平台绕流力学特性与尾流分析

发布时间：2024-04-11 20:21

　　柱体绕流是海洋工程领域的重要问题.流体绕经海洋平台所产生的周期性涡脱会造成平台往复运动,这将加剧平台系泊结构疲劳损伤,降低结构疲劳寿命.为研究多柱式浮式风机平台绕流的力学特性,厘清尾流之间的干扰机理,采用Delayed Detached Eddy Simulation(DDES)方法分析了半潜式浮式风机平台在不同来流角和流速下的力学特性,从相干结构层面研究了尾流干扰机理,并分析了立柱尾流之间的空间相关性.结果表明:下游立柱的阻力系数平均值随流速变化而有较大波动;流场相干结构以流向涡和发夹涡为主;相干结构之间的相互作用是导致尾流干扰的原因;上下游立柱尾流具有不同的相干结构,但两者仍有较强的空间相关性.研究结果可为深入理解多柱式海洋平台绕流现象提供理论参考.

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【部分图文】：

图5边柱1的阻力系数平均值

图4中柱的阻力系数平均值图6边柱2的阻力系数平均值

图6边柱2的阻力系数平均值

图5边柱1的阻力系数平均值图7边柱3的阻力系数平均值

图1半潜式浮式风机平台模型图

选取美国国家可再生能源实验室设计的半潜式浮式风机平台作为分析对象，平台的立柱（包括边柱和中柱）、连杆和浮箱底座的结构布置如图1所示（图中括号内为构件编号）.平台的结构尺寸，吃水深度等设计参数详见文献[17].1.3计算域与网格划分

图2计算域与平面布置图

流场计算域及模型平面布置如图2所示.θ为来流角，即中柱与边柱2的连线与x轴负向的夹角.流域入口边界距离边柱2中心为10D，出口边界距离边柱2中心为25D，左右边界距离中柱中心均为10D.D为边柱直径.边界条件设定为：入口为速度入口，出口为出流边界，顶部为自由边界，其余边界为对称边....

本文编号：3951097