振荡流中二维圆柱的涡激振动数值模拟

摘要

[目的]在实际油气采集过程中,风、浪和海流的联合作用会使得平台做周期性的振荡运动,并在与平台相连的立管和海水间产生振荡流.圆柱在振荡流中的泄涡特性与在均匀流中的泄涡特性存在明显区别.[方法]采用基于OpenFOAM开源平台自主开发的具有重叠网格功能的CFD求解器naoe-FOAM-SJTU,对在静水中做周期性振荡运动的二维刚性圆柱涡激振动进行数值模拟.首先,进行KC=3时的网格收敛性验证;随后,对KC=12时的振荡流中二维圆柱开展数值模拟.[结果]通过数值模拟结果对比,发现圆柱的横向振动加剧了升力系数的变化,使得泄涡方向和圆柱表面漩涡分离点的位置发生了明显变化.[结论]所得研究成果可作为基于切片法的振荡流中细长柔性立管涡激振动数值研究的基础.