基于CFD气囊—导管架系统拖航水阻力分析

摘要

本文基于计算流体动力学(CFD)方法,将气囊—导管架作为整体结构系统,建立数字水池及气囊—导管架系统模型,计算不同拖带速度下的拖航阻力。将计算结果与基于海上钻井装置的拖航阻力估算结果进行对比,得到了两种方法计算的拖航阻力,以及不同拖航速度下的气囊—导管架结构周围的涡量分布。研究发现,由于气囊—导管架系统为杆状结构组合体,外伸导管架引起非线性拖航阻力,此外气囊组合体构成的非光滑船型曲面,也引起拖航阻力增加,在水下湿表面积相等的情况下,气囊—导管架系统拖航阻力远大于船型结构拖航阻力。研究结果表明:基于CFD方法计算气囊—导管架系统的拖航阻力是一种有效方法,建立的分析模型可以很好地模拟气囊—导管架系统的水阻力特性。