基于VOF法的水下管阀结构水动力系数特性研究

发布时间：2021-01-30 15:30

　　水下结构物结构行为及运动响应规律预测的基础是精确获取结构物水动力系数。鉴于此,以二维简化水下管阀为研究对象,通过VOF模型捕捉自由液面以及重叠网格技术模拟结构物在水面附近的强迫振荡运动,对管阀结构的附加质量系数与阻力系数特性进行系统研究。研究结果表明:附加质量系数及阻力系数受Kc数的影响较大,前者随着Kc的增大而增大,后者与之相反,振荡频率对附加质量系数影响较小,两者基本相互独立;附加质量系数随着管阀长度比的增大而逐渐增大,而管阀长度比对阻力系数的影响较小,两者基本相互独立;管阀高度比对附加质量系数与阻力系数的影响均较小,水动力系数仅受Kc数的影响。所得结论对水下结构物下放安装过程中结构行为及运动规律的精准预测具有指导作用。 

【文章来源】：石油机械. 2020,48(02)北大核心

【文章页数】：9 页

【部分图文】：

水下管汇主视图

二维管阀结构物强迫振荡数值计算模型

相比于其他动网格，重叠网格简化了网格生成过程，采用两套网格(前景网格和背景网格)可以有效避免计算过程中因网格重构产生的负体积[14]。另外，通过前景网格能够更方便地对结构物的运动进行描述，并在计算过程中始终保持较高的网格质量。重叠网格划分如图3所示。这里两套网格的网格重叠数大于4层，且两者尺寸一致，网格划分质量较高。两套网格之间耦合关系的建立主要分为挖洞、寻点及插值3个步骤[15]。2 数值计算

【参考文献】：
期刊论文
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本文编号：3009144