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水下储气装置的水动力学特性分析

作者：刘超群,谢迎春,李相坤,等. 日期：2023-10-19/span> 浏览：302 查看PDF文档

水下储气装置的水动力学特性分析*

刘超群,谢迎春*,李相坤,白亮

(中国海洋大学工程学院,山东青岛 266100)

摘要:在复杂的海洋环境中,由于受到海流的影响,水下储气装置会发生疲劳破坏。针对这一问题,采用模型实验与数值模拟相结合的方法对水下储气装置的水动力学特性进行了研究。首先,选取气球状储气装置作为研究对象,依据相似原理设计了储气装置的缩尺模型,并对其进行了水动力学实验;然后,采用大涡模拟(LES)方法对储气装置进行了数值模拟,分析了其流场结构及受力特性;最后,通过对比数值模拟结果与实验结果,对数值模拟结果的可靠性进行了验证。研究结果表明:气球状储气装置的涡结构复杂、旋涡尺度丰富,并且装置后方存在明显的卡门涡街,0.4m/s流速下平均阻力系数和升力系数分别稳定在0.09和0.04。该结果描述了气球状水下储气装置在复杂海洋环境中的水动力学特性,可以为储气装置的优化设计提供一定的理论依据。

关键词:压力容器;气球状储气装置;大涡模拟；湍流模型;模型实验;流体动力学分析

中图分类号:TH49文献标识码:A文章编号:1001-4551(2023)08-1284-07

本文引用格式:

刘超群,谢迎春,李相坤,等.水下储气装置的水动力学特性分析［J］.机电工程,2023,40(8):1284-1290.

LIU Chao-qun, XIE Ying-chun, LI Xiang-kun, et al. Analysis of hydrodynamic characteristics of underwater gas storage device［J］.Journal of Mechanical & Electrical Engineering, 2023,40(8):1284-1290.