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相似文献
 共查询到18条相似文献,搜索用时 153 毫秒
1.
为研究导流板对波浪作用下海底管线的影响,在FLUENT中建立二维数值波浪水槽对不同导流板高度的海底管线附近波浪场进行数值模拟,并将计算结果与试验结果进行了比较,结果表明,计算结果与试验结果较为吻合。添加导流板后管线表面压力分布及波浪力均发生变化。水平波浪力最大值随着导流板高度的增大而增大,而垂直波浪力最大值则随之逐渐减小。  相似文献   

2.
由于海床起伏不平,斜坡的存在必然改变波浪对管线及海床的作用特性,进而影响管线三维冲刷。基于波浪港池实验,考虑规则波的作用,采用中值粒径为0.22mm的原型沙铺设与波浪传播方向成45°夹角的斜坡,研究斜向波作用下斜坡上海底管线的三维冲刷特性。通过测量管线下方冲刷坑宽度和深度的差异,分析管线三维冲刷的不均衡性。实验表明:管线的存在使斜坡上的波高有所降低;斜向波作用下管线三维冲刷的不均衡性表现为深度不均衡性和宽度不均衡性,宽度不均衡性主要是管后淤积泥沙的后移引起的,周期对三维冲刷不均衡性的影响比波高对其的影响程度大;管线自深海向近岸延展时,随水深的减小,冲刷深度分为缓慢发展阶段和快速发展阶段。  相似文献   

3.
波浪对海底管线作用的物理模型实验及数值模拟研究   总被引:7,自引:0,他引:7  
李玉成  陈兵 《海洋通报》1996,15(4):58-65
利用物理模型实验,测量了海底管线在波浪作用下的水平力和升力,并应用Morison方程及流函数理论,按最小二乘原理得出CD和CM以及CL,讨论了它们与KC,Re之间隙比e/D的关系。本文带应用边界拟合坐标及二维流场的大涡模拟法,模拟了与实验相同工况下海底管线的受力及流场情况,并把物理模型实验和数值模拟的结果进行了比较。  相似文献   

4.
斜坡堤典型胸墙波浪力的影响因素   总被引:2,自引:1,他引:1  
李雪艳  付聪  范庆来  王岗 《海洋科学》2015,39(12):118-129
为探求斜坡堤典型胸墙迎浪面所受波浪力大小的影响因素,设计前仰式、深弧式、后仰式和直立式4种结构型式胸墙进行相关的物理模型试验。通过在典型胸墙迎浪面间隔布置压力测点,获取所受波浪压力,并将其进行积分求和,得到胸墙所受波浪力,进而讨论相对波高、相对波长、斜坡坡度和胸墙结构型式对波浪力的影响。结果表明,相对波高与相对波长对胸墙所受波浪力影响显著;波浪力随着相对波高的增大而增大,随着相对波长的增大呈现先增大、后减小、再增大的变化趋势;波浪力随着斜坡坡度的增大而减小。斜坡堤弧形胸墙所受波浪力明显大于直立式胸墙所受波浪力;在斜坡堤弧形胸墙中,前仰式胸墙受力较其余两种型式胸墙受力小。研究结果将加深波浪对斜坡堤胸墙作用力的理解,为后续工程设计提供理论指导。  相似文献   

5.
基于海底管线周围流场复杂,管线运行过程中易于出现冲刷悬空破坏等诸多特征。本文根据导流板作用下海底管线的冲刷防护机理,提出了一种透空导流板与海底管线结合的防冲刷措施。通过量纲分析得到了影响海底管线冲刷深度的无量纲公式,并通过物理模型试验,研究了单向流作用时,不同流速、不同管孔比、不同透水比的工况下透空导流板对海底管线的冲刷防护的影响。研究发现,由于透空导流板的存在,泥沙受到的推移力减小,导致泥沙淤积,海底管线的冲坑深度小于无导流板防护的冲坑深度,透空导流板防护的管线最大冲刷深度在管轴线前0.3 D处,且在管线下方冲刷坑深度明显减小。基于试验资料分析,拟合得到了平衡冲刷深度的计算公式,其公式与实测资料拟合较好,说明该公式具有较好的适用性。  相似文献   

6.
为探求斜坡堤典型胸墙迎浪面所受波浪力大小的影响因素,设计前仰式、深弧式、后仰式和直立式四种结构型式胸墙进行相关的物理模型试验。通过在典型胸墙迎浪面间隔布置压力测点获取所受波浪压力,并将其进行积分求和得到胸墙所受波浪力,进而讨论相对波高(H/d)、相对波长(L/d)、斜坡坡度和胸墙结构型式对波浪力的影响。试验结果表明:相对波高与相对波长对胸墙所受波浪力影响显著。波浪力随着相对波高的增大而增大,随着相对波长的增大呈现先增大—后减小—再增大的变化趋势。波浪力随着斜坡坡度的增大而减小。斜坡堤弧形胸墙所受波浪力明显大于直立式胸墙所受波浪力;在斜坡堤弧形胸墙中,前仰式胸墙受力较其余两种型式胸墙受力小。研究结果将加深波浪对斜坡堤胸墙作用力的理解,为后续工程设计提供理论指导。  相似文献   

7.
海底管线局部冲刷机理研究综述   总被引:1,自引:0,他引:1  
局部冲刷造成的悬空是海底管线失效的最大诱发因素。对均流及波浪作用下铺设在海床表面管线的局部冲刷起动机理、临界条件以及2D局部冲刷机理、流—管—土耦合机理和3D局部冲刷机理等做了分析和总结。  相似文献   

8.
接近海底水平管的波浪力和C_D,C_M,C_L值的实验研究   总被引:2,自引:0,他引:2  
通过模型实验,对接近海底的水平管在波浪作用下的受力进行了分析研究。在诸数据分析方法中采用一种更稳定的最小二乘加权平均值法。文中计算了距海底不同高度水平管的力系数C_D、C_M和C_L值,发现随水平管逐渐接近海底,各力系数急剧增大,当相对缝隙度ξ(e/D)=0.1时,达最大值,并发现在本实验范围内,升力频率为入射波频率的2倍。结果中还给出了力系数随参数K_c数和ξ值的变化曲线。  相似文献   

9.
埕北海域海底管线冲刷稳定性研究   总被引:2,自引:0,他引:2  
根据埕北海域水下三角洲的工程地质条件和水动力条件,分析海底管线在两种铺设方式情况下的冲刷稳定性。第一种为埋置在一定土层深度处的管线:根据整个埕北海域海底长期冲淤变化规律,利用1992~1996 年的实测水深资料得出的冲刷速率,推算出管线被冲出泥面所需的时间。第二种为裸露在海底的管线:根据海流对管线周围沉积物产生冲刷效应,冲刷达到一定程度时处于平衡状态,认为此状态下,海流在该点产生的剪切力等于形成可冲蚀海床沉积物的临界牵引力,据此计算出在管线周围冲刷的最大深度  相似文献   

10.
新型开孔工字板组合式防波堤波浪力特性试验研究   总被引:1,自引:1,他引:0  
开孔工字板组合式防波堤是基于透空板式防波堤的一种新型结构形式,具有自重轻、材料省的特点。为充分了解新型开孔组合式防波堤的受力特性,基于室内水槽物理模型试验,测量新型开孔工字板组合式防波堤上的波压力与结构总力,研究相对波高H/d、相对波长L/B对该新型防波堤结构表面压力的影响,讨论了该新型防波堤所受波浪力荷载与相对波高H/d、相对波长L/B的关系。结果表明,相对波高H/d是决定新型防波堤结构表面波压力和结构总力的主要影响因素。该新型防波堤结构波浪力荷载以垂直方向受力为主,新型防波堤结构所受竖向总力远大于水平总力,最大可达到15倍。新型防波堤水平总力随相对波长L/B先增大后趋于稳定。相对波长L/B=3.617是防波堤结构水平总力变化幅度的分界点。  相似文献   

11.
水动力作用下管道稳定性的试验研究   总被引:4,自引:2,他引:2  
利用振荡流水槽在以下两种约束条件下,研究波浪作用下直接铺设于砂质海底的管道失稳临界条件:1)管道两端自由;2)管道可水平、垂直自由运动,但流动受到限制。试验结果表明,管重无量纳数G与管道失稳的临界Fr数之间大致呈线性关系,而当G超过一定数值时,管道是侧向稳定的。管道的约束条件、砂床特性和加载速度对管道稳定性均有影响。  相似文献   

12.
海底管道掏空与波浪力变化关系试验   总被引:1,自引:0,他引:1  
鉴于海底油气管道在海洋能源开发中的特殊意义,前人开展了大量管道安全试验研究,特别注重不同底床、不同波浪条件、不同埋置深度等方面的组合试验,本次试验针对危害管道安全的掏空和悬跨开展了波浪水槽试验,探讨黄河三角洲为主的粉土海床上掏空与管道受力关系,弥补这方面研究的不足,结果表明,海底管道受力变化与掏空过程密切相关。连续试验过程表明,海底管道与海床土、波浪水体之间存在密切关系。海底管道在波浪作用下冲刷掏空经历了3个演变阶段:泥沙起动阶段、水流隧道发育阶段、快速掏空阶段和冲刷平衡阶段。水流隧道伴随的管涌对冲刷掏空起重要作用。伴随冲刷掏空,管道波浪力出现规律性转化,从正向作用逐渐过渡到负向作用,也可以分出4个演化阶段:冲刷初始阶段,管道波浪力以正向为主,管道表现为正向力作用下的振动;隧道发育阶段,管道受到的作用力主要是波峰上举力和波谷下拉力,表现为上下振动;管道悬空阶段,波峰负向作用力和波谷正向力交替出现,管道在波浪作用下表现为前后振动;冲刷平衡阶段,管道主要在负向作用力下振动。  相似文献   

13.
由于浅水区波浪的非线性影响显著,浅埋管道受非线性波浪荷载的影响大,为了保证管道长期运行的稳定性,在管道设计过程中需要充分考虑由非线性波浪引起的波浪力。考虑孔隙水和海床土的压缩性,基于Biot固结理论和一阶近似椭圆余弦波理论,利用分离变量法推导了非线性波浪作用下浅水区埋置管道周围海床的渗流压力,进而给出了埋置管道上的波浪力压力解析解,并与已有的文献结果进行比较。计算结果表明,在椭圆余弦波的作用下,海底管道周围海床内的渗流压力呈正弦分布,且管道所受的波浪力随着管径的增大而增大。  相似文献   

14.
A three-step finite element method(FEM)together with Large Eddy Simulation(LES)is ap-plied to incompressible turbulent flow around seabed pipelines at relatively high Reynolds numbers.Bothtwo-dimensional and three-dimensional numerical simulation is carried out to determine thethree-dimensional effect.The results of numerical simulation agree quite well with the wave forces actingon pipeline models measured in physical model test.  相似文献   

15.
曹洋  张淑华  孙林 《海洋工程》2019,37(6):39-48
海底管道在深海石油开发工程中有着广泛的应用,管道在工作时受到高温高压会触发水平向整体屈曲变形,蛇形铺管法是控制管道水平向整体屈曲变形的有效手段。采用数值模拟方法,对蛇形铺设管道的关键参数进行研究,分析关键参数对临界屈曲荷载和屈曲后截面应力应变状态的影响。对每一组蛇形铺设管道都设置了直线型铺设管道的对照组,对照组采用引入初始挠曲的方法激发水平向整体屈曲,初始挠曲程度与蛇形铺设管道相同。通过与直线型铺设管道的对比,显示了蛇形铺设管道在激发和控制屈曲方面的优势,并对不同土体阻力情况下蛇形铺设管道的实际效果进行了评估。结果表明,蛇形铺设管道的临界屈曲力和屈曲后的弯矩皆远小于直线型管道。蛇形铺设管道的临界屈曲力随圆心角θ增大而减小,随曲率半径R的增大而增大。增大跨度L、曲率半径R和圆心角θ都能有效减小蛇形铺设管道的截面弯矩。水平向土体阻力对蛇形铺设管道影响较大,水平向土体阻力较小时,蛇形铺设管道控制屈曲的效果更为明显。  相似文献   

16.
This paper introduces a stability design system of submarine pipelines. The system can provide a reasonable design procedure for users with reference to domestic and foreign methods and in the light of home engineering experience.  相似文献   

17.
Submarine pipelines are always trenched within a seabed for reducing wave loads and thereby enhancing their stability. Based on Biot's poroelastic theory, a two-dimensional finite element model is developed to investigate non-linear wave-induced responses of soil around a trenched pipeline, which is verified with the flume test results by Sudhan et al. [Sudhan, C.M., Sundar, V., Rao, S.N., 2002. Wave induced forces around buried pipeline. Ocean Engineering, 29, 533–544] and Turcotte et al. [Turcotte, B.R., Liu, P.L.F., Kulhawy, F.H., 1984. Laboratory evaluation of wave tank parameters for wave-sediment interaction. Joseph H. Defree Hydraulic Laboratory Report 84-1, School of Civil and Environmental Engineering, Cornell University]. Non-linear wave-induced transient pore pressure around pipeline at various phases of wave loading is examined firstly. Unlike most previous investigations, in which only a single sediment layer and linear wave loading were concerned, in this study, the influences of the non-linearity of wave loading, the physical properties of backfill materials and the geometry profile of trenches on the excess pore pressures within the soil around pipeline, respectively, were explored, taking into account the in situ conditions of buried pipeline in the shallow ocean zones. Based on the parametric study, it is concluded that the shear modulus and permeability of backfill soils significantly affect the wave-induced excess pore pressures around trenched pipeline, and that the effect of wave non-linearity becomes more pronounced and comparable with that of trench depth, especially at high wave steepness in shallow water.  相似文献   

18.
推进波作用下海底管线周围局部冲刷试验研究   总被引:2,自引:1,他引:1  
考虑行波作用下的海底管线的局部冲刷问题。采用波浪水槽模型试验的方法,研究波浪荷载引起的管线周围局部冲刷机理和冲刷形态,探讨行波作用下管线周围局部冲刷的演化规律,包括冲刷起动、水土界面沙波的形成以及平衡冲刷深度与KC数(keulegan-carpenter number)和相对埋置深度的关系。  相似文献   

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