恒定流速下三角型沟槽隔水管减阻性能的仿真分析

作     者：何霞 杨成宇 王国荣 钟林 蒋雯婧 HE Xia;YANG Cheng-yu;WANG Guo-rong;ZHONG Lin;JIANG Wen-jing

作者机构：西南石油大学机电工程学院成都610500 西南石油大学能源装备研究院成都610500 

出 版 物：《表面技术》 (Surface Technology)

年 卷 期：2022年第51卷第4期

页      码：157-166页

摘      要：目的为了提高隔水管的使用寿命和保障深水钻井的安全性,在只考虑同一流速下的海流力、不同沟槽的布置对隔水管受力影响的工况下,利用织构减阻的原理,将三角型沟槽织构引入隔水管表面来起到降低隔水管绕流阻力的作用。方法采用大涡数值模拟,建立三角沟槽织构隔水管力学模型,在恒定流速下开展三角型沟槽深度和宽度几何参数对隔水管升阻力系数、速度场分布、压力系数分布、涡量分布影响规律的仿真分析,并与光滑隔水管的速度场分布、压力系数分布、速度矢量场分布进行对比。结果在南海恒定平均流速0.3 m/s的模拟工况下,当三角型沟槽织构沟槽个数为32时,沟槽织构隔水管的升阻力系数均小于光滑隔水管,起到了减阻抑升的作用,且在深度为0.14 mm、宽度为1.96 mm的条件下,隔水管的阻力系数降低了65.02%,升力系数均方根降低了78.3%,减阻效果最佳。结论建立了一套恒定流速下三角型沟槽隔水管绕流减阻优化设计与评价的新方法,为利用三角型沟槽织构改善隔水管的疲劳失效、提升其使用寿命提供了理论参考。

主 题 词：隔水管 三角型沟槽 涡激振动 大涡数值模拟 抑振减阻 

学科分类：0707[理学-海洋科学类] 08[工学] 080203[080203] 0824[工学-林业工程类] 0802[工学-机械学] 

核心收录：

D　O　I：10.16490/j.cnki.issn.1001-3660.2022.04.015

馆 藏 号：203110396...