内孤立波作用下Spar平台动力响应特性     

黄文昊  林忠义  尤云祥 《海洋工程》2015,33(2):21-31

以三类内孤立波理论(Kd V、e Kd V和MCC)的适用性条件为依据,采用Morison和傅汝德-克雷洛夫公式分别计算Spar平台内孤立波水平力和垂向力,结合时域有限位移运动方程,建立了有限深两层流体中内孤立波与带分段式系泊索Spar平台相互作用的理论模型。以东沙群岛某海域实测内孤立波为对象,数值分析了在内孤立波作用下某经典式Spar平台的内孤立波动态载荷、运动响应及其系泊张力的变化特性。研究表明,内孤立波不仅会对Spar平台产生突发性冲击载荷,使其产生大幅度水平漂移运动,而且还会使其系泊张力显著增大。因此,在Spar平台等深海平台的设计应用中,内孤立波的影响不可忽视。  相似文献   

分层流体中内孤立波在潜浮式竖直薄板上透射和反射   总被引：2，自引：0，他引：2  

魏岗  尤云祥  缪国平  苏晓冰 《海洋工程》2007,25(1):1-8

采用边缘层理论研究了两层流体系统中内孤立波在潜浮式竖直薄板上的透射和反射问题,提出了非线性演化方程的“初值”条件,分析了内孤立波与薄板非线性相互作用的效应。研究表明:流体层的密度比以及薄板伸入上下层的深度对于反射和透射波结构具有显著的影响,薄板伸入下层越深、密度差越小,则薄板阻碍孤立波透射的效率越高;透射波通常演化为单峰孤立波和迅速衰减的尾波,反射波演化为缓慢衰减的尾波列;对于具有小密度差的跃层结构,内孤立波在潜浮式竖直薄板上的透射及其演化近乎是无障碍的。  相似文献   

有限深两层流体内孤立波非线性数值模拟入口边界条件研究          下载免费PDF全文

王旭  尤云祥  黄文昊 《海洋工程》2014,32(2):1-12

基于有限深两层流体KdV(Korteweg-de Vries)、eKdV(extended KdV)和MCC(Miyata-Choi-Camassa)理论,以内孤立波诱导上下层深度平均水平速度为入口边界条件,采用理想流体完全非线性欧拉方程,建立了两层流体中内孤立波生成的CFD(Computational Fluid Dynamics)数值模拟方法。以系列数值模拟结果为依据,结合内孤立波非线性和色散参数的组合条件,给出了选择合适内孤立波理论解作为CFD数值模拟入口边界条件的方法,从而实现了振幅与波形可控的内孤立波完全非线性数值模拟。  相似文献   

风浪流中半潜式风机系统动力响应特性研究          下载免费PDF全文

毛莹  范菊  张新曙  尤云祥 《海洋工程》2017,35(1):60-70

以三浮筒(Tri-floater)型半潜式风机系统为对象,采用时域方法,考虑垂荡板的黏性阻尼效应,研究系泊缆直径、长度、预张力和布置方式等参数对其在风浪流中动力响应特性的影响规律,提出了一种系泊参数优化方法。在此基础上,根据东海和南海三个不同水深区域百年一遇海洋环境条件,通过调整Tri-floater型浮式基础的吃水和垂荡板等参数,有效地提高了其运动响应周期,减小了其运动响应幅值。同时,根据风机浮式基础运动幅值的设计规范要求,针对三个不同水深区域特点,设计了Tri-floater型浮式基础的系泊系统。计算结果表明,改进后的Tri-floater型半潜式风机系统能满足百年一遇极端环境下的作业要求,适合于东海和南海海洋环境下海上风能资源的开发。  相似文献   

水下溢油数值模拟研究   总被引：1，自引：0，他引：1  

陈海波  安伟  杨勇  尤云祥  雷方辉  赵宇鹏  李建伟 《海洋工程》2015,33(2):66-76

基于Lagrange积分法和Lagrange粒子追踪法建立了一个水下溢油数值模型。该溢油模型由两个子模型组成:羽流动力模型和对流扩散模型,其中羽流动力模型用以模拟溢油的喷发阶段和浮力羽流阶段;对流扩散模型用以模拟溢油的对流扩散阶段。通过数值实验,结合实验室水槽实验和水下溢油现场实验的观测资料进行模型验证。实验结果表明,模拟结果与观测资料一致性较好,从而验证了本文溢油模型的合理性和准确性;羽流动力模型为对流扩散模型提供源,海流、海水的垂向密度结构和油滴的直径分布是影响溢油在对流扩散阶段运动和分布的主要因素。  相似文献   

亚临界区雷诺数下圆柱绕流场电磁力控制数值研究     

尹纪富  尤云祥  李巍 《海洋工程》2014,32(4):1-10

在亚临界区雷诺数下,采用脱体涡模拟方法对弱电解质中电磁力作用下圆柱绕流场及其升阻力特性进行了数值模拟与分析。结果表明,电磁力可以提高圆柱体边界层内的流体动能,延缓圆柱体近壁面流动分离,减弱绕流场中流向和展向大尺度涡的强度,减小圆柱体阻力及其升力脉动幅值;当电磁力作用参数大于某个临界值后,流动分离角消失,在圆柱体尾部产生射流现象,电磁力产生净推力作用,出现负阻力现象,而且升力脉动幅值显著减小且接近于零。  相似文献   

两层粘性流体中圆柱体受迫振荡数值模拟   总被引：1，自引：1，他引：1  

王丽丽  尤云祥  魏岗 《海洋工程》2007,25(2):26-32

研究两层粘性流体中无限长水平圆柱体的受迫振荡问题。在湍流模式下,采用VOF方法追踪两层流体的内界面,基于动网格技术模拟圆柱体的运动边界,对均匀流中横向振荡圆柱体的绕流场进行了数值模拟。计算受迫振荡圆柱体的升力系数、阻力系数随时间的演化曲线和圆柱体的尾涡分布,以及圆柱体的受迫振荡激发两层流体内界面的扰动,并与均匀流体的情况进行了比较分析。研究表明,流体的两层分层效应对受迫振荡圆柱体的升阻力系数和尾涡分布特性都有显著影响,在水下输油气管道涡激振动特性的工程评估中,应考虑流体的密度分层效应。  相似文献   

两层流体中矩形箱浮体的附加质量和阻尼系数   总被引：1，自引：2，他引：1  

石强  尤云祥  缪国平 《海洋工程》2007,25(2):33-42

研究了两层流体中矩形箱浮体的辐射问题。基于特征函数匹配理论,针对矩形箱浮体的三种振荡运动模式(横荡、垂荡和横摇),建立两层流体中矩形箱浮体辐射势的求解方法,导出矩形箱浮体附加质量和阻尼系数的计算公式。对所建立的求解模型进行了数值计算分析,结果表明在矩形箱浮体的某个振荡频率范围内,流体的分层效应对其附加质量和阻尼系数有显著影响的。  相似文献   

深海半潜浮式生产平台关键理论与技术问题          下载免费PDF全文

张新曙  尤云祥  滕明清 《海洋工程》2016,34(1):117-123

深海半潜浮式生产平台FPU(floating production unit)是国际海洋油气资源开发的关键基础性装备。针对半潜浮式生产平台的技术特点,系统阐述其各方面特性(包括:总布置、系泊和立管、水动力性能、结构设计与分析等)及相关研究现状和未来发展趋势。并结合我国南海地理、水文和资源环境等特点,对未来半潜浮式生产平台的开发提出了一些建议。  相似文献   

基于MCC理论的内孤立波数值模拟   总被引：3，自引：0，他引：3  

高原雪  尤云祥  王旭  李巍 《海洋工程》2012,30(4):29-36

基于MCC(Miyata-Choi-Camassa)理论,将内孤立波诱导上下层深度平均水平速度为入口条件,结合理想流体完全非线性欧拉方程,建立了两层流体中内孤立波生成与传播的CFD(Computational Fluid Dynamics)数值水槽方法。在系列数值模拟基础上,获得了内孤立波设计振幅与数值模拟振幅之间的相关关系,实现了在振幅可控条件下的内孤立波数值模拟。结果表明,在极限振幅范围内,数值模拟所得内孤立波波形均与MCC理论解吻合良好,而KdV(Korteweg-de Vries)和mKdV(modi-fied KdV)理论解只适用于小振幅的情况。同时,利用CFD数值模拟结果,对内孤立波诱导流速场特性进行了分析,结果表明内孤立波诱导水平速度在上层及波面下方流体层中垂向衰减很小,但在内界面与波面之间流体层中垂向衰减明显。  相似文献