海洋平臺(tái)風(fēng)荷載模型試驗(yàn)雷諾數(shù)效應(yīng)的研究.pdf

1、隨著海洋油氣資源的開發(fā)逐步向深海推進(jìn)，海洋平臺(tái)等海洋結(jié)構(gòu)物面臨著越來越嚴(yán)酷的海洋自然環(huán)境，其中海洋平臺(tái)所承受的環(huán)境荷載歷來受到重視，其中風(fēng)荷載就是一個(gè)不可忽視的因素。目前，物理模型試驗(yàn)仍然是海洋平臺(tái)風(fēng)荷載研究的重要方法，由于其準(zhǔn)確性高，亦可為數(shù)值模擬方法提供可靠的驗(yàn)證資料。
　　然而，在進(jìn)行海洋平臺(tái)風(fēng)荷載物理模型試驗(yàn)時(shí)，試驗(yàn)過程中不能保證模型與原型的流動(dòng)相似，即不能同時(shí)滿足弗洛德數(shù)和雷諾數(shù)相等。因此，試驗(yàn)過程中通常是根據(jù)弗洛德準(zhǔn)則

2、設(shè)計(jì)不同比尺的平臺(tái)模型，在此基礎(chǔ)上改變風(fēng)速進(jìn)行風(fēng)作用于平臺(tái)結(jié)構(gòu)的模型試驗(yàn)，獲得更多雷諾數(shù)條件下的試驗(yàn)結(jié)果，從而獲得弗洛德相似準(zhǔn)則設(shè)計(jì)風(fēng)作用于平臺(tái)結(jié)構(gòu)模型試驗(yàn)的雷諾數(shù)效應(yīng)，以確定海洋平臺(tái)的風(fēng)荷載。
　　主體結(jié)構(gòu)是海洋平臺(tái)最常用的構(gòu)件，因此本文首先研究了簡單柱體結(jié)構(gòu)在風(fēng)荷載模型試驗(yàn)中的雷諾數(shù)效應(yīng)，并考慮了不同數(shù)量、不同間距、不同風(fēng)向角、圓或方柱體不同組成等因素對(duì)其雷諾數(shù)效應(yīng)的影響。之后，針對(duì)半潛式平臺(tái)和Spar平臺(tái)兩種平臺(tái)結(jié)構(gòu)，利用F

3、luent軟件模擬研究了兩種平臺(tái)結(jié)構(gòu)的雷諾數(shù)效應(yīng)，研究結(jié)果表明，海洋平臺(tái)風(fēng)荷載模型試驗(yàn)的雷諾數(shù)效應(yīng)隨著模型比尺的增大而逐漸變小，模型比尺越小，模型試驗(yàn)得出的風(fēng)荷載比實(shí)際風(fēng)荷載大的越多。同時(shí)，本文考慮了兩種海洋平臺(tái)結(jié)構(gòu)在不同風(fēng)向角、不同傾角、不同風(fēng)速下的雷諾數(shù)效應(yīng)，結(jié)果顯示，不同風(fēng)向角對(duì)海洋平臺(tái)風(fēng)荷載模型試驗(yàn)的雷諾數(shù)效應(yīng)是有影響的;相對(duì)于比尺對(duì)雷諾數(shù)效應(yīng)的影響，平臺(tái)傾角的影響較小;正常作業(yè)工況風(fēng)速比自存工況風(fēng)速下的雷諾數(shù)效應(yīng)更明顯?？傮w來