基于VOF法的水下管阀结构水动力系数特性研究

作者：杜杨; 王莹莹^*; 朱春丽; 刘国恒; 段梦兰; 郑伟

来源：石油机械, 2020, 48(02): 48-56.

DOI：10.16082/j.cnki.issn.1001-4578.2020.02.008

• 水下生产系统
• 水下结构物
• 水动力系数
• VOF模型
• 强迫振荡
• 管阀结构

水下结构物结构行为及运动响应规律预测的基础是精确获取结构物水动力系数。鉴于此,以二维简化水下管阀为研究对象,通过VOF模型捕捉自由液面以及重叠网格技术模拟结构物在水面附近的强迫振荡运动,对管阀结构的附加质量系数与阻力系数特性进行系统研究。研究结果表明:附加质量系数及阻力系数受Kc数的影响较大,前者随着Kc的增大而增大,后者与之相反,振荡频率对附加质量系数影响较小,两者基本相互独立;附加质量系数随着管阀长度比的增大而逐渐增大,而管阀长度比对阻力系数的影响较小,两者基本相互独立;管阀高度比对附加质量系数与阻力系数的影响均较小,水动力系数仅受Kc数的影响。所得结论对水下结构物下放安装过程中结构行为及运动规律的精准预测具有指导作用。

• 单位
  中国石油大学（北京）; 中海油研究总院有限责任公司