收藏本站
《长沙理工大学》 2012年
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

斜向波流作用下海底管线周围流场及管道受力分析

刘成祥  
【摘要】:铺设于海底的油气输送管道与波浪、洋流相互作用,是一个非常复杂的流固耦合问题。管线的冲刷破坏与管道周围局部流场及动水压力有着密切的联系。本文基于绕流理论,对海底管线周围局部流场与管壁受力进行了模型试验与数值模拟分析。采用PPR空心圆管来模拟海底管线,借助NDV流速仪对管道前后断面测速垂线上不同高度测点的瞬时流速来测量,来获得管道周围局部流场的分布情况。引入FLOW3D流体力学软件,采用VOF法进行自由表面追踪,选择RNG k-ε模型模拟紊流,对管线周围局部流场及紊动情况进行了数值模拟计算,并与试验结果相互验证。同时,通过管道中心横断面周围均匀布置的8个点压力传感器对管壁周围水压力值进行采集,对管道水平向与竖直向受力进行了分析。 试验中通过改变管道轴线与水流或波浪方向的夹角α,对不同水流流速、波高、间隙比情况下沿水流方向及沿管道轴线方向的流速分布、紊动强度分布以及管道受力进行了分析。本文重点探讨了夹角α变化对管线周围流场和紊动的分布规律以及管道受力的影响进行了研究,得到了不同水力条件下的流速分布、紊动强度分布和管道受力规律,为进一步研究斜向波流作用下的海底管线冲刷破坏提供了基础研究数据。
【学位授予单位】:长沙理工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2012
【分类号】:TE973

【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 杨兵;高福平;吴应湘;;海流—管道—海床之间动力相互作用的量纲分析及实验模拟装置研制(英文)[J];船舶力学;2006年03期
2 臧志鹏;滕斌;程亮;YEOW Kervin;;水流作用下海底管线三维冲刷扩展速度实验研究[J];大连理工大学学报;2009年01期
3 秦崇仁,彭亚;波浪作用下海底裸置管道周围的冲刷[J];港工技术;1995年03期
4 庞重光;韦雁机;赵恩宝;;单向流作用下沉底物体对水流结构和地形变化的影响[J];海洋科学集刊;2010年00期
5 李玉成,陈兵,王革;波浪对海底管线作用的物理模型实验及数值模拟研究[J];海洋通报;1996年04期
6 康海贵,桂劲松;振荡流场中近底水平圆柱升力研究[J];海洋通报;2001年01期
7 李广雪;刘贞飞;史经昊;初新杰;李俊杰;刘高高;;海底管道掏空与波浪力变化关系试验[J];海洋地质与第四纪地质;2007年06期
8 邢至庄,孙绍述,胡玉霞;接近海底水平管的波浪力和C_D,C_M,C_L值的实验研究[J];海洋工程;1990年03期
9 张丛丽;喻国良;谢锦波;;单向流定床床面上水平管道周围流场与切应力分布特性[J];海洋科学;2009年03期
10 任兴月;拾兵;韩艳;杨立鹏;;海底管线表面压力分布的理论分析[J];海洋科学;2010年02期
中国硕士学位论文全文数据库 前7条
1 何旭;考虑管土作用海底管线涡激振动数值分析[D];大连理工大学;2011年
2 卢超;船闸短廊道输水系统水力特性三维数值模拟研究[D];天津大学;2010年
3 孙斌;波浪作用下玻璃钢浮标水动力特性的数值研究[D];长沙理工大学;2011年
4 李磊岩;海底管线管跨段动力响应分析及其实验研究[D];中国海洋大学;2004年
5 夏令;波浪作用下的泥沙起动及海底管线周围局部冲刷[D];浙江大学;2006年
6 荆晓冬;海底管线周边流场及压力场分布特征的试验研究[D];中国海洋大学;2007年
7 张婷;波浪的三维数值模拟及其应用[D];天津大学;2009年
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 顾小芸;高福平;浦群;;WAVE-SOIL-PIPE COUPLING EFFECT ON SUBMARINE PIPELINE ON-BOTTOM STABILITY[J];Acta Mechanica Sinica;2001年01期
2 徐波;蒋昌波;邓斌;王峰;;三维滑坡涌浪的产生及其传播过程的数值研究[J];交通科学与工程;2011年02期
3 刘梁华;张世富;;海底管道发展现状浅述[J];中国储运;2011年11期
4 翟钢军,康海贵,代钦;波浪场中利用PIV装置研究杆件升力形成机理[J];大连理工大学学报;2000年06期
5 吴言超;陆晓峰;;低雷诺数圆柱绕流特性的数值模拟[J];大庆石油学院学报;2011年05期
6 陈博文;孙丽;谷凡;;海底管道最大允许悬跨长度计算[J];防灾减灾工程学报;2010年S1期
7 乔亚森;;二维串列双圆柱流场的大涡模拟和噪声分析[J];化学工程与装备;2011年01期
8 邢静忠;柳春图;;刚性土壤上含有轴向力的悬跨管道的静弯曲和固有频率[J];工程力学;2011年12期
9 李印实;何雅玲;孙杰;陶文铨;;纳米尺度圆柱绕流现象的分子动力学模拟研究[J];工程热物理学报;2007年04期
10 张博杰;张庆河;;基于OpenFOAM开源程序的无反射数值波浪水槽[J];中国港湾建设;2012年05期
中国重要会议论文全文数据库 前5条
1 韩峰;段梦兰;王德国;胡知辉;何同;任自在;;春晓气田群海底管线冲刷机理分析及其影响因素研究[A];第十五届中国海洋(岸)工程学术讨论会论文集(上)[C];2011年
2 刘极莉;王佐强;刘楚;;海底管道冲刷及自由悬跨处理方法评估[A];第十五届中国海洋(岸)工程学术讨论会论文集(上)[C];2011年
3 齐鄂荣;李炜;李国亚;吴剑;张昕;;各种间隙比下水平圆柱绕流旋涡特性的实验研究[A];第七届全国水动力学学术会议暨第十九届全国水动力学研讨会文集(上册)[C];2005年
4 杨兵;高福平;;单向流作用下近壁面管道流向涡激振动[A];第九届全国水动力学学术会议暨第二十二届全国水动力学研讨会论文集[C];2009年
5 盛磊祥;陈国明;许亮斌;;海洋串列立管绕流流场参数分析[A];2010年度海洋工程学术会议论文集[C];2010年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 林振华;障碍物对层结流体运动影响的数值研究[D];中国海洋大学;2009年
2 韩艳;海底管线的冲刷与导流防护技术研究[D];中国海洋大学;2010年
3 吕林;海洋工程中小尺度物体的相关水动力数值计算[D];大连理工大学;2006年
4 陈元坤;分裂导线的微风振动与次档距振荡研究[D];华中科技大学;2011年
5 雷凡;水下柔性结构流固耦合动力效应研究[D];武汉理工大学;2011年
6 刘喜珠;海上风电大直径宽浅筒型基础结构设计及安全性研究[D];天津大学;2010年
7 何长江;柔性立管涡激振动试验与数值模拟[D];哈尔滨工业大学;2010年
8 陈波;基于PIV技术的近壁双圆柱绕流尾迹特性研究[D];华中科技大学;2011年
9 麦继婷;波流作用下悬浮隧道的响应研究[D];西南交通大学;2005年
10 王国兴;海底管线管跨结构涡致耦合振动的数值模拟与实验研究[D];中国海洋大学;2006年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 翟科;埕岛海区海底不稳定性差异对工程设施的影响[D];中国海洋大学;2010年
2 陈博文;海底悬跨管道动力特性和动力响应分析[D];沈阳建筑大学;2011年
3 许飞;筒装料管道水力输送平直管段轴向流速研究[D];太原理工大学;2011年
4 仇正中;波浪对海底管线作用的数值模拟[D];大连理工大学;2011年
5 李建业;双圆柱在风场中绕流的三维数值模拟[D];兰州大学;2011年
6 桑文慧;平行壁面间二维圆柱绕流尾迹演化特性研究[D];中南大学;2011年
7 温焰清;大水位差架空直立式连续排架结构水流作用力分布及其影响研究[D];重庆交通大学;2011年
8 刘习超;椭圆形钢管混凝土基本性能的研究[D];哈尔滨工业大学;2010年
9 蔡林芳;粉砂质泥沙运动特性的实验研究与数值模拟[D];天津大学;2010年
10 卢超;船闸短廊道输水系统水力特性三维数值模拟研究[D];天津大学;2010年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 付世晓,范菊,陈徐均,崔维成;考虑浮体弹性变形的锚泊系统分析方法[J];船舶力学;2004年02期
2 C.A.Greated;A Study of Lift Force and Instantaneous Velocity Field Around an Oscillating Circular Cylinder[J];China Ocean Engineering;1997年04期
3 李炎保,谷汉斌,张绍松;Wave Reflection Caused by Wave Overtopping and Sloping Top of Spructure[J];China Ocean Engineering;2002年02期
4 徐海涛,卢金友,姚仕明,刘小斌;天然微弯河道雷诺应力分析[J];长江科学院院报;2005年01期
5 陈辉;杨文俊;史德亮;高柱;;三峡船闸进水口三维水动力特性数值模拟[J];长江科学院院报;2009年06期
6 刘愉强;盛岩峰;何红辉;姜峰;朱鹏利;黄庆雄;;玻璃钢浮标材料的增强改性探讨[J];材料开发与应用;2008年05期
7 黄伦超;船闸集中输水系统输水过程优化[J];长沙交通学院学报;2002年01期
8 余建星,罗延生,方华灿;海底管线管跨段涡激振动响应的实验研究[J];地震工程与工程振动;2001年04期
9 齐鹏,王永学;三维数值波浪水池技术与应用[J];大连理工大学学报;2003年06期
10 秦崇仁,彭亚;波浪作用下海底裸置管道周围的冲刷[J];港工技术;1995年03期
中国博士学位论文全文数据库 前5条
1 张恩勇;海底管道分布式光纤传感技术的基础研究[D];浙江大学;2004年
2 郑艳娜;波浪与浮式结构物相互作用的研究[D];大连理工大学;2006年
3 王国兴;海底管线管跨结构涡致耦合振动的数值模拟与实验研究[D];中国海洋大学;2006年
4 赵云鹏;深水重力式网箱水动力特性数值模拟研究[D];大连理工大学;2007年
5 陈正寿;柔性管涡激振动的模型实验及数值模拟研究[D];中国海洋大学;2009年
中国硕士学位论文全文数据库 前9条
1 孙海涛;船舶波浪稳性的数学模型及在滚装船上的应用[D];大连海事大学;2002年
2 林江波;浮子式海浪发电船的动态分析与仿真[D];燕山大学;2006年
3 杨进先;波浪作用下系泊船舶撞击能量的试验研究[D];河海大学;2007年
4 张齐焰;非线性波浪冲击透空结构物数值模拟[D];浙江大学;2008年
5 张利鹏;高水头船闸水流三维数值模拟研究[D];重庆交通大学;2008年
6 王健;省水船闸水力特性研究[D];重庆交通大学;2008年
7 徐少鲲;基于开源软件OpenFOAM的数值波浪水槽建立及应用[D];天津大学;2008年
8 任兴月;海底管线导流技术的数值计算与试验研究[D];中国海洋大学;2009年
9 张婷;波浪的三维数值模拟及其应用[D];天津大学;2009年
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 李春润;郑树森;龙斌;;海底输油输气管线ECA评估技术[J];金属加工(热加工);2009年18期
2 田明杰;邢树宏;;海底管线施工中的超声波高温探伤[J];中国海上油气(工程);1989年04期
3 杨锴;;JZ20—2油气田外输海底管线简况[J];中国海上油气(工程);1990年05期
4 丁鹏;闫相祯;杨秀娟;;含缺陷海底管线安全评定系统研究[J];石油机械;2007年10期
5 吕明春;;胜利埕岛油田海底管线防悬空技术探讨与应用[J];安全、健康和环境;2008年03期
6 牛虎理;张潇;王志坚;;NP1-29井组海底管线焊接接头喷淋工艺研究[J];现代焊接;2009年10期
7 仇正中;陈兵;张桦;;波浪作用下海底管线受力的数值模拟[J];中国水运(下半月);2011年06期
8 沈达怡;东海平湖油气田海底管线保护施工[J];水运工程;2000年12期
9 刘永杰;邓卫东;党舸;徐化奎;董建畅;郭海军;;南海番禺气田海底管线内腐蚀评价与预测[J];石油化工腐蚀与防护;2008年04期
10 文世鹏;吴敏;王西岗;;埕岛油田海底管线悬空治理探索[J];石油工业技术监督;2008年07期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 郭冀江;;清管技术在海底管线预调试中的应用[A];第十五届中国海洋(岸)工程学术讨论会论文集(下)[C];2011年
2 董文乙;;海底管线悬空段预防性管理[A];第十五届中国海洋(岸)工程学术讨论会论文集(上)[C];2011年
3 ;厚规格海底管线钢的开发与应用[A];石油天然气用高性能钢技术论坛——油气开采、储运的战略需求对钢铁材料的新挑战会议论文集[C];2011年
4 周晶;冯新;李昕;;海底管线全寿命安全运行的关键问题研究[A];第20届全国结构工程学术会议论文集(第Ⅰ册)[C];2011年
5 王雷;徐兴平;张辛;;海底管线悬空疲劳寿命研究[A];中国钢结构协会海洋钢结构分会2010年学术会议暨第六届理事会第三次会议论文集[C];2010年
6 王琮;赵冬岩;王凤云;;海底管线安全防护技术试验研究[A];2009年度海洋工程学术会议论文集(上册)[C];2009年
7 张衍涛;;海床土导致的埕岛油田海底管线安全隐患与防护对策[A];2009年度海洋工程学术会议论文集(下册)[C];2009年
8 王凤云;赵冬岩;王琮;;关于海底管线挖埋深度的规范标准研究[A];第十五届中国海洋(岸)工程学术讨论会论文集(上)[C];2011年
9 李小超;王永学;李广伟;;海底管线涡激振动实验方法探讨[A];2009年度海洋工程学术会议论文集(上册)[C];2009年
10 杨宝真;;海底管线立管悬空的危害及治理方案[A];2009年度海洋工程学术会议论文集(下册)[C];2009年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 记者 吕宁 特约记者 张华明;全力以赴确保世博期间海底管线畅通[N];中国海洋报;2010年
2 杨怀东;东方1-1气田海底管线开铺[N];中国矿业报;2002年
3 王疆戈;杭州湾海底管线全面建成[N];中国石化报;2004年
4 ;水下维修装备技术的新突破[N];科技日报;2006年
5 何平;中国海油实现天然气海底管线“世界第一穿”[N];光明日报;2008年
6 记者 瞿剑;中国海油实现天然气海底管线“世界第一穿”[N];科技日报;2008年
7 王进;宝钢采油钢管获重大突破[N];中国质量报;2008年
8 银言;海底管线电缆检测与维修装置[N];中国船舶报;2008年
9 王疆戈;甬沪宁管网建设取得重大进展[N];中国石化报;2004年
10 唐伟;中国石化创建浅海海底管线电缆检测与维修装置[N];科技日报;2007年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 韩艳;海底管线的冲刷与导流防护技术研究[D];中国海洋大学;2010年
2 曲鹏;波浪作用下海底管线及周围海床动力响应分析[D];大连理工大学;2008年
3 丁鹏;海底管线安全可靠性及风险评价技术研究[D];中国石油大学;2008年
4 沙勇;悬跨海底管线动力响应试验与数值研究[D];大连理工大学;2007年
5 远航;波浪作用下埕岛油田海底管线稳定性数值分析[D];中国海洋大学;2009年
6 杨立鹏;波浪作用下的海底管线冲刷与防护技术研究[D];中国海洋大学;2012年
7 程栋栋;复杂条件下海底管线与土相互作用研究[D];天津大学;2008年
8 潘冬子;波浪荷载作用下海床及管线的动力响应研究[D];浙江大学;2007年
9 谷凡;海底输油软管力学响应研究[D];大连理工大学;2009年
10 任亮;光纤光栅传感技术在结构健康监测中的应用[D];大连理工大学;2008年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 刘成祥;斜向波流作用下海底管线周围流场及管道受力分析[D];长沙理工大学;2012年
2 宣凯;抛锚作业对海底管线损害研究[D];大连海事大学;2012年
3 仇正中;波浪对海底管线作用的数值模拟[D];大连理工大学;2011年
4 李彪;海底管线水平向整体屈曲低阶模态研究[D];天津大学;2012年
5 陈冠宗;茂名单点海底管线基础冲刷安全性评估与治理[D];华南理工大学;2012年
6 何旭;考虑管土作用海底管线涡激振动数值分析[D];大连理工大学;2011年
7 李士清;海底管线仿生防护技术研究[D];中国海洋大学;2005年
8 庄玉石;海底管线在波浪作用下的风险分析和安全评价[D];大连理工大学;2011年
9 田辰;海底管线疲劳寿命评估方法研究[D];天津大学;2004年
10 孙章权;层次分析法在海底管道方案优选中的应用研究[D];天津大学;2004年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62791813
  • 010-62985026