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海洋隔水管流固耦合及抑制装置的研究

于浩洋  
【摘要】:导管架式隔水管柱是连接海底管道油气和海上平台的唯一途径,是海洋油气开发和传输的最重要的一点,由于其材质的特殊性和在海水中的受力的变化,导致隔水管的物理变形较大,从而变得易损坏。一旦隔水管发生破坏,会直接导致较大的经济损失和环境的破坏,简间接导致海洋生物、周围环境和海洋生态系统的崩溃,若发生较大的隔水管破坏,将会导致人员伤亡。所以,对隔水管的研究是海洋油气工程的主要研究内容,需要针对隔水管的外部环境因素,来分析隔水管的最优选择方案,对隔水管安全性的安全评估,是整个海洋工程中,最为重要的一步。本论文通过COMSOL Multiphysics软件对导管架隔水管柱进行了多方面的数值模拟。针对单个隔水管柱的壁厚进行数值模拟,得出了隔水管柱的最优壁厚;针对双隔水管柱的并肩排列、前后排列进行数值模拟,得出了双隔水管柱的最优安全距离;同时也针对隔水管柱组的交错角度进行数值模拟,得出了隔水管柱组的最优交错角度。最后,本次论文模拟了整流罩对涡激振动的影响。研究不同整流罩角度对涡激振动的意志情况,分别设置整流罩的角度为120°、90°、60°和45°分别进行模型,选出最优整流罩角度,保障测试管柱系统的正常运行具有重要的理论意义和实际意义。


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