| 水下节流阀砂粒冲蚀数值模拟研究 |
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| 引用本文： | 张哲,安晨,魏代锋,王振刚.水下节流阀砂粒冲蚀数值模拟研究[J].海洋工程,2022,40(6):160-172. |
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| 作者姓名： | 张哲 安晨 魏代锋 王振刚 |
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| 作者单位： | 中国石油大学(北京) 安全与海洋工程学院, 北京 102249;南通中远海运船务工程有限公司, 江苏 南通 226006 |
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| 基金项目： | 国家自然科学基金资助项目(51879271)；国家工业和信息化部高技术船舶科研计划项目(CJ09N20)；中国石油大学(北京)校级基金资助项目(ZX20200136) |
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| 摘 要： | 在海洋油气开发中，水下节流阀作为水下生产系统的重要组成部分，用于调节生产单元的流量，冲蚀是其主要失效因素之一，因此研究水下节流阀冲蚀失效的影响机理尤为重要。以某笼套式角型水下节流阀为研究对象，建立了水下节流阀的三维流体域模型，采用ANSYS Fluent的标准k-ε湍流模型、DPM离散相模型和Generic冲蚀模型进行了不同开度下的流场数值模拟计算和冲蚀分析，研究了流场环境参数对冲蚀的影响。对水下节流阀流场数值模拟结果进行分析，得到了水下节流阀流场内流速、压力的分布规律。对不同开度下水下节流阀的冲蚀数值模拟结果进行分析，发现节流孔处是冲蚀最为严重区域，得到了冲蚀率随开度的变化曲线。对不同流场环境参数下水下节流阀的冲蚀数值模拟结果进行分析，得到了最大冲蚀率和最大冲蚀深度随流场环境参数的变化规律。根据数值模拟的分析及结论可以对水下节流阀结构进行改进，并在油气生产中对流场环境参数进行控制，提高海洋油气开发的经济效益。
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| 关 键 词： | 水下节流阀 冲蚀率 湍流模型 离散相模型 流场参数 数值模拟 |
| 收稿时间： | 2022/2/15 0:00:00 |
Sand erosion study of subsea choke valve based on numerical simulation |
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| ZHANG Zhe,AN Chen,WEI Daifeng,WANG Zhengang.Sand erosion study of subsea choke valve based on numerical simulation[J].Ocean Engineering,2022,40(6):160-172. |
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| Authors: | ZHANG Zhe AN Chen WEI Daifeng WANG Zhengang |
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| Institution: | College of Safety and Ocean Engineering, China University of Petroleum, Beijing 102249, China; COSCO Shipping Shipyard(Nantong) Co., Ltd., Nantong 226006, China |
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| Abstract: | |
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| Keywords: | subsea choke valve erosion rate turbulence model discrete phase model fluid domain parameters numerical simulation |
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