往复流与单向流对坝田淤积影响试验研究

[交通会议论文数据库] 张功瑾 罗小峰 路川藤

摘要:　　对于潮汐河口段坝田内的淤积，受潮汐往复流的影响，其坝田内的淤积机理更为复杂。参考北槽水沙动力条件，对长江口北槽坝田进行概化模拟试验。试验发现：往复流作用下坝田回流中心具有周期性摆动特征，相对于单向流作用下的坝田淤积分布更为均匀；单向流条件下坝田淤积成持续淤积状态，其初期淤积速率明显大于往复流条件，而往复流条件下坝田淤积达到平衡的时间较长，其达到平衡的厚度也较大。

硬化弹簧支撑刚性圆柱涡激振动数值模拟研究

[交通会议论文数据库] 王恩浩 高喜峰 徐万海 吴昊恺

摘要:　　运用开源计算流体动力学程序OpenFOAM结合重叠网格技术对硬化弹簧支撑刚性圆柱涡激振动进行了数值模拟研究。研究发现随着硬化弹簧非线性强度的增大，圆柱的响应曲线向更高的雷诺数范围偏移。同时，圆柱振幅曲线从初始分支到最大振幅的过渡变得更加平滑。当采用等效约化速度呈现响应数据时，硬化弹簧支撑圆柱的振幅响应与线性弹簧支撑圆柱的振幅响应吻合程度较高。由于所考虑的雷诺数范围较低，圆柱尾迹泻涡模式以2S模式为主。当圆柱振幅较小时，旋涡为单排结构，而在振幅较大的上端分支出现双排涡街。强非线性硬化弹簧支撑圆柱涡激振动尾流在振幅较大时呈现无序状态。

波流作用下输流立管的水动力响应试验研究

[交通会议论文数据库] 陈志雄 臧志鹏 王琮

摘要:　　在波流水槽中进行了一系列试验,研究输流立管在波流作用下的水动力响应(波、流以及波流组合情况下).模型试验中立管底部固定,顶部通过万向节约束并可滑动.立管总长度为1.2 m,水槽平均水位为1.0 m,立管在水面上方的长度为0.2m.在横向和流向上,立管沿竖直方向分别布置六个光栅光纤应变采集点,其中一个位于水面以上,另外五个设置在水面以下.通过对测点应变历史曲线进行快速傅里叶分析(FFT),结果表明,流速、波高对输流立管的振幅和频率有显著影响.在波浪和水流共同作用下,输流立管振动的频率在流向上受波浪频率主导,在横向上则受流速主导并固定在自然频率附近.随着波高增大,流向振幅逐渐增大,而横向振幅逐渐减小.

钝体绕流尾涡脱落的弹性分流板抑制模拟

[交通会议论文数据库] 杨志坚 赵西增 段松长

摘要:　　钝体绕流中尾涡脱落导致的涡激振动现象会引起结构疲劳损坏，分流板控制尾涡脱落已被证实是一种能有效抑涡的方式。采用FDM-FEM (finite difference method-finite element method)模型来模拟该流固耦合问题。流场求解器方面，模型采用高阶紧致插值(CIP)方法保证对流项的高精度求解，采用有限元方法求解结构动力学方程，通过浸入边界法实现流体和固体求解器的耦合求解，利用一个流固耦合的基准算例验证模型的可靠性。重点关注弹性分流板自身特性，探究弹性分流板模态响应机制、弹性分流板尾迹接触点位置和截切作用。结果 表明：弹性分流板动力响应取决于激励频率与结构固有频率的接近程度。弹性分流板尾迹接触点位置较靠前和截切作用导致其抑涡效果不如刚性分流板；可用压力云图解释弹性分流板的摆动机制。

浸没式浮筒对系泊缆松弛-张紧特性的影响研究

[交通会议论文数据库] 王瑞华 张素侠 刘习军

摘要:　　为了研究浸没式浮筒对悬链线系泊缆松弛-张紧特性的影响，本文基于集中质量法建立了下端锚固，上端做简谐运动的带浮筒悬链线系缆运动微分方程。运用Newton-Raphson法和Howbolt差分法，求解了系缆的运动特性和动张力值。通过与无浮筒悬链线系泊系统的对比，分析了几种不同参数的浮筒对系泊缆松弛-张紧现象及冲击放大系数两个方面的影响。结果 表明，附加一定大小的浸没式浮筒能有效抑制系泊缆松弛-张紧现象的出现，并且减小系缆运动过程中动张力的冲击放大系数。但当附加浮筒的净浮力过大时，在极端海况下，会助长系泊缆上端出现松弛-张紧现象，进而影响系泊物的稳定性。

多桩柱式结构在波浪作用下准俘获模态现象的研究

[交通会议论文数据库] 纪翀 杜一豪 姜胜超

摘要:　　海洋工程中多桩柱结构的应用非常广泛，张力腿平台等多柱式海洋平台的支撑结构往往由多根立柱构成，由于这些支撑柱体彼此相距较近，相互间水动力影响较强，在特定的波浪条件下结构内部将产生准俘获模态。准俘获模态发生时大量入射波浪滞留在结构周围，并且仅有少量的散射波浪向远场传播。同时，平台附近局部位置将出现显著增大的波高，这将对平台的气隙性能带来不利影响。针对波浪作用下的四柱结构的准俘获模态，应用势流理论对其现象与机理进行了研究。数值模型通过解析解以及在某种布置下传播经过四个垂直圆柱的波的试验数据来验证。发现准俘获模态产生时，柱群内侧流体发生共振运动，波高达到一个较大的峰值，且在波浪的多次反射作用下，最大波浪爬高出现在背浪侧圆柱的内侧，而柱群外侧及其中心处的波高则相对较低。

基于Simscape的海上钻井平台升沉补偿系统仿真研究

[交通会议论文数据库] 段玉响 周利 任政儒 安松

摘要:　　海上钻采石油时，钻井平台会随波浪运动而产生周期性的升沉运动，平台上的大钩会带动钻柱一起运动，导致井底钻压不稳定。为了减少平台升沉运动对井底钻压的影响，提高钻井的效率，需要安装升沉补偿系统。本文通过对系统补偿位移的研究，介绍了升沉补偿系统的工作原理，并用Simscape建立起主动、被动、半主动升沉补偿仿真模型。结果 表明：主动补偿的精度最高但是能耗大，适用于小功率场合；被动补偿工作时基本不消耗能量，一般用于重载且精度要求不高的场合；半主动补偿方式将被动补偿能耗低和主动补偿精度高的特点结合，可以用于负载比较重、功率消耗大的场合。

新型多筒式混凝土生产储卸油平台波浪载荷分析及优化设计

[交通会议论文数据库] 赵志娟 唐友刚 李焱 季欣洁 赵治民

摘要:　　本文针对边际油田的开发特点和需求，以南海某边际油田为依托，设计了一种新型多筒式混凝土生产储卸油(MCPSO)平台。基于三维势流理论分析MCPSO平台上的波浪载荷。建立MCPSO平台的数值模型，通过频域和时域模拟，计算分析平台的波浪载荷，分析了波浪入射角对于纵荡波浪载荷的影响，研究了波浪载荷分布特点和影响波浪载荷分布的因素。最后通过一系列数值分析对比，定量分析了接长杆和单元罐过渡连接对纵荡波浪载荷的影响程度。数值分析结果对新型MCPSO平台初步设计和建造具有一定的参考价值。

基于SPH方法的波浪与沙滩相互作用数值模拟研究

[交通会议论文数据库] 倪兴也 黄世昌 冯卫兵

摘要:　　波浪在沙滩上的翻卷、破碎和爬高过程涉及复杂的水沙相互作用,传统的泥沙冲淤数值模型并不适合用来处理这种强非线性的物理过程。本文基于光滑粒子流体动力学(Smoothed Particle Hydrodynamics,SPH)方法,通过粒子泥沙浓度判断粒子对应的物质属性,采用不同的本构模型分别描述挟沙水体、近底层高浓度底沙和海床,充分考虑强非线性水动力条件下泥沙的起动、对流、扩散、沉降和落淤,以及底床沉积物的屈服和流变运动,建立了一套新型的水沙耦合模型。本文模拟了极端波浪与沙滩的相互作用过程,研究了非线性波浪的翻卷、反弹和爬高过程对滩面泥沙起动和输运的影响机制,揭示了沙滩上的水沙运动时空分布特征。

波浪作用下人工沙滩滩面变形试验研究

[交通会议论文数据库] 孙天霆 王登婷 刘清君 黄哲 邹春蕾

摘要:　　随着沿海地区人工沙滩建设的日渐增多，对人工沙滩剖面滩面变形进行研究具有非常重要的现实意义。受工程测量的影响，人工沙滩剖面在波浪作用下的滩面变形难以预测。针对这个问题，采用物理模型试验的方法，测量了受潜堤挡沙坝及护岸限制的人工沙滩剖面在定常水位、变水位及其不同重现期波浪作用下，沙滩在波浪连续作用最长到72 h后的滩面变形情况。对定常水位及变水位条件下的滩面变形特点进行了对比分析，验证了初始岸滩坡度1∶20的适用性，为相关人工沙滩工程设计提供科学参考依据。