| 基于IDDES方法的冲刷地形海底管道绕流数值模拟 |
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| 引用本文： | 曲孟祥,杨博,梁丙臣,刘欣,张嶔.基于IDDES方法的冲刷地形海底管道绕流数值模拟[J].海洋工程,2022,40(2):97-105. |
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| 作者姓名： | 曲孟祥 杨博 梁丙臣 刘欣 张嶔 |
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| 作者单位： | 中国海洋大学 工程学院,山东 青岛 266100,中国海洋大学 工程学院,山东 青岛 266100;山东省海洋工程重点实验室,山东 青岛 266100 |
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| 基金项目： | 国家自然科学基金项目(51739010) |
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| 摘 要： | 近年来，海底管道对于近海油气工业中碳氢化合物的运输十分重要，预测海底管道周围水动力特征对于研究管道损坏机理具有重要意义。基于Spalart-Allmaras改进延迟分离涡模拟(improved detached eddy simulation，简称IDDES)湍流模型，利用开源OpenFOAM求解器计算单管冲刷过程中4个特征阶段管道周围水动力特征。在数值模拟中先计算了无圆管时均匀来流充分发展后的流场，依据该流场中进口流速分布设定有管道时的边界层及进口边界条件。通过将最终模拟结果与前人试验数据及数值模拟结果进行对比，表明了该模型计算结果相对于k-ε模型及LES模型更加贴合试验结果，验证了定义边界层方法的可靠性及IDDES模型在预测管道周围流场的适用性。模型计算结果显示，随着冲刷坑深度的逐渐增加，管道下游回流区会经历一个大幅缩减又逐渐扩大的过程，且逐渐关于圆管中心所在水平线对称；通过对不同冲刷阶段尾涡形态的分析表明，冲刷前期并没有涡脱产生，中期已经有产生涡脱的趋势，后期出现了明显的且较为稳定的涡脱。
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| 关 键 词： | 海底管道 冲刷 边界层 旋涡脱落 IDDES OpenFOAM |
| 收稿时间： | 2021/2/26 0:00:00 |
Numerical simulation of flow around on a pipeline near a scoured bed based on IDDES method |
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| QU Mengxiang,YANG Bo,LIANG Bingchen,LIU Xin,ZHANG Qin.Numerical simulation of flow around on a pipeline near a scoured bed based on IDDES method[J].Ocean Engineering,2022,40(2):97-105. |
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| Authors: | QU Mengxiang YANG Bo LIANG Bingchen LIU Xin ZHANG Qin |
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| Institution: | College of Engineering, Ocean University of China, Qingdao 266100, China;College of Engineering, Ocean University of China, Qingdao 266100, China;Shandong Provincial Key Laboratory of Ocean Engineering, Qingdao 266100, China |
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| Abstract: | |
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| Keywords: | submarine pipeline scour boundary layer vortex shedding IDDES OpenFOAM |
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