低雷诺数下海底管线周围流场的数值分析

摘要

正确认识和描述海底管线附近的流场变化特性,研究间隙比和海流对其作用规律对保证管线的安全运行有重要意义.引入海流速度剖面推求公式,通过公式换算出不同间隙比下海底管线中心处的海流速度,运用换算出的海流速度对海底管线附近的流场进行了数值模拟,得到接触海底管线的三涡流场图和悬空管线的流场图,并分析了海流速度和间隙比对管线升力系数及阻力系数的影响.分析结果表明,在间隙比较小时,升力系数和阻力系数迅速增大,间隙比越大、海流速度越高的海域更容易发生管线的疲劳破坏.工程实际中应根据实际海流速度和海底平整度情况适当选址,尽量避免海流速度高及海底跨度大的水域.