導(dǎo)流板對海底管線渦激振動的影響

趙恩金，拾兵，曹坤

(中國海洋大學(xué) 工程學(xué)院，山東 青島 266100)

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導(dǎo)流板對海底管線渦激振動的影響

趙恩金，拾兵，曹坤

(中國海洋大學(xué) 工程學(xué)院，山東 青島 266100)

摘要：為了分析在海床沖刷形成淺溝后，自埋現(xiàn)象發(fā)生前，海底管線處于懸空狀態(tài)時，豎向?qū)Я靼鍖５坠芫€渦激振動的影響，在此，通過ANASYS軟件對不同導(dǎo)流板高度下，管線周圍的流場、壓力場等進(jìn)行了數(shù)值模擬分析，得出如下結(jié)論：安裝導(dǎo)流板后，管線受到的升力系數(shù)均值小于0，隨著導(dǎo)流板高度與管徑之比(h/D)的增加，升力系數(shù)幅值不斷下降，在高度比h/D為0.375時，基本達(dá)到最小值，管線受力總體向下，有利于管線的下沉自埋。在導(dǎo)流板高度與管徑比(h/D)為0.25時，發(fā)生了渦激振動中的“準(zhǔn)周期拍擊現(xiàn)象”。拖曳力隨著導(dǎo)流板的增大而增加，管線受到的橫向作用力增加，其對管線的強度要求增加。

關(guān)鍵詞：渦激振動；高度比；升力系數(shù)；拖曳力系數(shù)；雷諾數(shù)；導(dǎo)流板；海底管線

海底油氣輸送管道是海上油氣開發(fā)中油氣傳輸?shù)闹饕绞剑呛Ｑ笥蜌馍a(chǎn)系統(tǒng)中一個不可缺少的重要組成部分。海底管道經(jīng)常因水動力因素或者人為因素而遭到破壞，因此管道鋪設(shè)中經(jīng)常把管道埋入海床一定深度。埋設(shè)后管道在強烈的外界條件下會因局部沖刷而產(chǎn)生裸露和懸空能使裸露在海床的海底管道不能完全自埋。因此國外很早就提出在管道頂部安裝導(dǎo)流板以改變水流在管道周邊的流態(tài)，加速管道底部海床的沖刷，提高管道自埋效果[1]?！?br>