不同质量比多柱式平台涡激运动特性的数值研究

摘要

浮式海洋平台在一定的海流条件下,立柱两侧会发生漩涡脱落,进而产生涡激运动.涡激运动会对立管及系泊系统造成疲劳损伤,影响平台的正常工作和使用寿命,因此研究浮式平台的涡激运动具有重要意义.涡激运动是一种复杂的物理现象,其中质量比是影响涡激运动特性的重要参数,本研究基于自主研发的船舶与海洋工程CFD求解器naoe-FOAM-SJTU,采用基于剪切应力运输(Shear Stress Transport,SST)的延迟分离涡模型(Delayed Detached-Eddy Simulation,DDES)的方法处理高雷诺数下三维流动分离,数值模拟了不同质量比的多柱浮式平台涡激运动响应情况,并将运动与模型试验的结果进行了对比分析,验证了数值模拟的可靠性,同时分析了平台运动和受力随质量比的变化规律.研究发现,质量比对平台涡激运动的影响与立管的涡激振动类似,质量比越小,平台的幅值响应就越大.