不同雷诺数下带复杂齿条弦杆的绕流流场分析

摘要

带有复杂齿条结构的弦杆是自升式平台桁架式桩腿的核心结构,也是保证整座平台结构安全稳定的关键结构.弦杆环境载荷的计算通常采用半理论半经验的方法,鲜有针对此类钝体的流场机理进行研究.基于N-S控制方程,选取适合具有较大压力梯度的RNG k-ε模型研究弦杆绕流流场,对不同雷诺数、不同流向下的二维弦杆绕流流场进行数值模拟,研究带复杂齿条结构的弦杆绕流流场特性,包括尾流流场形式、升阻力系数,以及漩涡脱落频率随Re的变化规律.研究结果表明:带复杂齿条弦杆的绕流流场与圆柱形结构的绕流流场有较大的区别,且弦杆齿条与来流方向的夹角不同时,其尾流流场差异较大;在较高Re下,当流向角为90°时,弦杆的尾流负压区和尾涡区域均变大,水动力系数也增加.对弦杆绕流流场的研究分析,为弦杆环境载荷的计算、保证自升式平台的安全性提供了理论支撑.