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海洋平台圆柱桩脚周围的局部冲刷研究
| 论文题名： | 海洋平台圆柱桩脚周围的局部冲刷研究 |
| 关键词： | 海洋平台;圆柱桩脚;局部冲刷;泥沙运动;有限元;ICEM CFD;多相流 |
| 摘要： | 当圆柱桩脚置于流场中时，它的存在将改变其附近的流动情况，这种改变将产生一系列的现象：水流的分离，柱前马蹄涡和柱后尾涡的形成。这些改变将会使柱周围的泥沙打破原来的平衡状态，开始运动，导致局部冲刷。这种冲刷将影响平台的稳定性，极大地威胁了平台的安全工作。本文将主要对平台圆柱桩脚周围的局部冲刷机理进行研究探讨，运用有限元软件ANSYSCFX对柱周围的流场进行了模拟，提出了今后研究的方向。 本文的主要工作及研究成果是：(1)在总结了前人的研究资料的基础上，针对在不同的条件下，引起圆柱周围局部冲刷主要原因的不同，分别叙述了在波浪作用下和波流共同作用下的圆柱周围的冲刷机理，并比较和探讨了现有的研究方法和存在的冲深公式，分析影响坑深的各因素，为接下来的工作打好理论基础。 (2)冲刷坑深度是局部冲刷问题的关键。小直径周围的冲深公式研究已经很成熟，而大直径周围的冲深研究相对比较少，本文总结了不同直径范围内大直径圆柱周围的冲深公式，运用JAVA程序对它们进行可视化编程，使大直径圆柱周围冲深求解变得智能化。 (3)运用有限元软件ANSYSCFX对圆柱周围的流场进行了模拟，利用CFX的前处理模块ICEMCFD独特的采用映射技术的六面体网格划分功能，生成光滑的贴体网格。从模拟出来的流场分布可以清晰地看到圆柱周围速度的分布、压力的分布及漩涡的出现。并对ANSYSCFX提供的多相流算法进行了探讨，为后续的研究提出了前进的方向。 (4)考虑到局部冲刷对平台的危害很大，本文提到几种有效的平台冲刷防护的方法，这些方法也曾被运用到实际工程中，起到了良好的效果。 |
| 作者： | 黄莹 |
| 专业： | 船舶与海洋结构物设计制造 |
| 导师： | 严仁军 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 武汉理工大学 |
| 学位年度： | 2006 |
| 正文语种： | 中文 |
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