第39卷第4期 2016年12月
上海船舶运输科学研究所学
报
JOURNALOF SHANGHAISHIPAND SHIPPINGRESEARCHINSTITUTE
文章编号：1674-5949(2016)04-0014-08
波流作用下柔性立管载荷响应数值分析
吴梓鑫，陈昆鹏
（上海船舶运输科学研究所航运技术与安全国家重点实验室，上海200135）
Vol. 39 No. 4 Dec.2016
摘要：结合商用软件Fluent14.5自定义函数(UDF)功能，采用速度边界造波法和阻尼消波技术，通过流体体积函数(VolumeofFluid，VOF)追踪自由液面，建立波浪、波流数值水池。采用双向耦合分离法思想，借助Work bench14.5流固耦合模块SystemCoupling将流城和结构域计算数据交互传递，在数值波浪、波流水池中对长径比为8的柔性立管进行双向流固耦合模报，分析其载葡响应，得出波浪场中不同流速下受力点的变化情况及不同波流方向下报动平衡状态的变化情况。
关键词：数值水池；流固耦合；柔性立管；载荷响应
中图分类号：P756.2
文献标志码：A
Test of Loads on FlexibleRiser and its Response with
NumericalWave-CurrentTank WUZirin，
CHENKunpeng
(State Key Laboratory of Navigation and Safety Technology, Shanghai Ship &. Shipping Research
Institute,Shanghai 200135,China)
Abstract; Numerical wave/wave-current tanks with high efectiveness in wave-making and wave-absorbing functions are estab lished on the platform of Fluent 14. 5 with UDF programs by using velocity boundary and damping wave technique as well as VOF method, With the two-way coupling separation concept, transferring the data of the fluid domain and structure domain in the module System Coupling of the Workbench 14. 5, the motion response of a flexible riser with the aspect ratio of 8 is simula ted in the numerical tank, and the loads and response on the riser are analyzed.
Key words: numerical tank; Fluid-Structure Interaction; flexible riser; loads and response
引言 0
目前国内外众多科技工作者已在波浪与结构物相互作用的试验研究和数值分析上取得许多成果，诸多结论已投人工程应用。例如：TAYLOR等在小流速假定下用零流速时的三维脉动源加上流速修正项代替移动脉动源，利用绕射理论模拟三维浮体与波流的相互作用；周正全等[")给出波流联合作用下绕射间题的时域解理论模型，证明利用人射波势和辅助辐射势计算三维结构物波浪绕射力的可行性；SARPKAYA 等[3-]分析圆柱体阻力系数在波流场中的变化；HAN等[5运用Hamiliton原理和Kirchhoff假设研究上端自由而下端支撑在海底条件下立管在波流作用下的轴向与横向振动特性
在数值研究方面：ATADAN*考虑基于非线性弹性理论的剪切效应，通过理论求解和数值模拟的方法确定海洋立管在波流作用下的动力响应；SHAH等[7将海洋立管下端支撑而上端设置为简支，研究其在波收稿日期：2016-08-30
作者简介：吴梓鑫（1989一），男，江苏南通人，研究实习员，硕士，主要从事船舶水动力研究。万方数据