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新型多立柱式Spar平台涡激运动特性研究
  • ISSN号:1005-9865
  • 期刊名称:《海洋工程》
  • 时间:0
  • 分类:P751[交通运输工程—港口、海岸及近海工程;天文地球—海洋科学]
  • 作者机构:[1]上海交通大学海洋工程国家重点实验室,上海200240
  • 相关基金:工业和信息化部高技术船舶科研项目资助;国家自然科学基金重点项目资助(51239007)
中文摘要:

通过数值模拟和模型试验方法对一新型的 Spar 平台———多立柱式 Spar 平台的涡激运动特性进行研究。平台硬舱为四根圆柱方形阵列布置加方形中心井的形式,各柱间会产生复杂的相互干扰,不同于常规的单立柱 Spar 平台或半潜式平台,因此对其开展相应的涡激运动研究具有重要意义。研究主要关注的是不同来流角、不同流速下平台的涡激运动特性。通过涡激运动时的横荡运动、水平面内运动轨迹、首摇运动和水动力系数及绕流流场的分析,可得:在折合速度约为6-8范围内,平台横荡运动存在明显的“锁定”现象(0°来流角无侧板时“锁定”范围约为 Ur =7-10)。在0°来流角下较高流速时,减涡侧板对涡激运动有明显的抑制效果。平台的运动轨迹近似与平台硬舱截面的对角线平行(0°来流角除外),这不同于常规的单立柱 Spar 平台。此外,试验中还观察到较明显的首摇运动。涡激运动时各柱间绕流存在复杂的相互干扰,而在柱后形成共同的涡结构。

英文摘要:

A numerical and experimental study on the vortex-induced motions, VIM, of a new type multi-column Spar platform is presented. The hard tank of this platform consists of four circular columns arranged in a square shape surrounding the center well. Complex flow interference can happen near the columns. This special configuration is different from any kind of the existing single-column Spar platforms or Semi-submersible platforms, which indicates that it is very important and meaningful to carry out the related study on the VIM of it. The influences of different headings, velocities and the efficiency of the helical strakes have been analyzed. The main results show that the lock-in phenomenon is observed with reduced velocity between 6 up to 8 (for 0° incidence without helical strakes, the lock-in range is Ur = 7 - 11).The helical strakes do suppress the vortex-induced motions, and have the highest efficiency for 0° incidence in a relatively high range of current velocity. The trajectories of VIM motions in the XY plane occur primarily along the cross-section diagonals (except in the 0° incidence), which is quite different from the existing single-column Spar platforms. Relatively large yaw motion is also observed in the model test. The flow structures of vortex of the multi-columns interact strongly with each other, but the general flow pattern of the platform joints together behind it, which is similar to the single column’s pattern.

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期刊信息
  • 《海洋工程》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:中国科学技术协会
  • 主办单位:中国海洋学会
  • 主编:窦希萍
  • 地址:南京市虎踞关34号
  • 邮编:210024
  • 邮箱:oe@njhri.cn
  • 电话:025-85829332
  • 国际标准刊号:ISSN:1005-9865
  • 国内统一刊号:ISSN:32-1423/P
  • 邮发代号:
  • 获奖情况:
  • 全国中文核心期刊
  • 国内外数据库收录:
  • 美国剑桥科学文摘,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:6163