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国家自然科学基金(51309123): 作品数：31 被引量：89H指数：5; 相关作者：谷家扬刘为民吴介卢燕祥渠基顺更多>>; 相关机构：江苏科技大学上海交通大学江苏现代造船技术有限公司更多>>; 发文基金：国家自然科学基金江苏省高校自然科学研究项目海洋工程国家重点实验室开放基金更多>>; 相关领域：交通运输工程天文地球理学建筑科学更多>>

方形四立柱涡激运动及水动力性能分析被引量：2: 2015年; 平台涡激运动是近年来海洋工程领域研究的热点和难点。本文将涡激运动系统简化为两自由度质量-弹簧-阻尼模型,引入雷诺平均应力模型求解N-S方程,将求解瞬态动力响应的四阶Runge-Kutta代码嵌入UDF程序中并采用动网格技术实现流场更新,对低质量比弹性支撑方形四立柱涡激运动进行数值研究。研究表明:涡激运动流向最大位移为0.31D,横向最大位移为0.61D;横向运动频率随折合速度的增加而增大,没有出现频率锁定现象;不同约化速度下运动轨迹图较为紊乱;尾涡模式总体呈现出2P模式。; 谷家扬杨建民渠基顺; 关键词：流固耦合动网格

低质量比多立柱涡激特性研究(英文)被引量：3: 2014年; 多立柱海洋平台的涡激运动是非常复杂的流固耦合问题也是近年来海洋工程领域的研究热点。文章引入雷诺平均法求解NS方程、结合SST k-ω湍流模型采用耦合算法对低质量比多立柱在不同流向及流速下的涡激运动进行了数值研究,立柱运动固有周期及无因次阻尼系数取自上海交通大学海洋工程国家重点实验室的相关实验数据。采用分区法建立了计算网格,多立柱和流场的流固耦合通过计算外部流场作用于柱体的瞬时升力和拖曳力,将求解运动微分方程的四阶Runge-Kutta代码嵌入UDF求解器中,运用动网格技术实现流场更新并采用最大值统计法和标称统计法对涡激运动振幅幅值进行统计,研究发现:0°流向较小约化速度时,无论限制流向是否,振幅都存在跳跃现象,不限制流向下横向最大振幅为0.50 D,略小于限制流向的0.57 D,较大约化速度时,横向振幅出现了锁定现象,但是否限制流向和统计方法的选取对锁定区间长短有所影响,0°及45°流向时候观测到了低频驰振及多频短暂锁定现象,三个典型流向下流向平衡位置随流速的变化趋势基本相近。不限制流向下约化速度大于6.0时,采用标称统计法得到的22.5°流向横向振幅最大,0°流向最小,多立柱尾涡结构形式表现为2P模式。; 谷家扬杨建民肖龙飞; 关键词：动网格

Numerical Simulations and Model Tests of the Mooring Characteristic of A Tension Leg Platform Under Random Waves被引量：4: 2013年; Analyzing the dynamic response and calculating the tendon tension of the mooring system are necessary for the structural design of a tension leg platform(TLP).The six-degree-of-freedom dynamic coupling responses and the mooring characteristics of TLP under random waves are studied by using a self-developed program.Results are verified by the 1:40 scaling factor model test conducted in the State Key Laboratory of Ocean Engineering at Shanghai JiaoTong University.The mean,range,and standard deviation of the numerical simulation and model test are compared.The influences of different sea states and wave approach angles on the dynamic response and tendon tension of the mooring system are investigated.The acceleration in the center and corner of the deck is forecasted.; 谷家扬杨建民吕海宁; 关键词：张力腿平台系泊系统模型试验随机波

新型浮式钻井生产储油平台涡激运动数值模拟及试验研究被引量：1: 2017年; 利用数值模拟方法对浮式钻井生产储油平台(Floating Drilling Production Storage Offloading,FDPSO)涡激运动特性开展了研究.采用雷诺平均法求解Navier-Stokes(N-S)方程,运用DES(Detached Eddy Simulation)湍流模型及CFD(Computational Fluid Dynamics)动网格方法对FDPSO平台的涡激运动流场特性进行了模拟;同时采用1∶80的缩尺比物理模型,在上海交通大学海洋工程国家重点实验室的海洋工程水池中进行了模型试验研究.试验考虑了系泊系统以及平台不同自由度之间耦合作用对平台涡激运动的影响,并将数值模拟和模型试验结果进行对比,分析了新型多立柱浮式钻井平台流向和横向涡激运动时间历程、频谱特性、锁定现象等以揭示其涡激运动的内在机理,为该型平台的设计提供借鉴和参考.; 谷家扬谢玉林陶延武黄祥宏吴介; 关键词：模型试验数值模拟

基于CFD的半潜式钻井服务支持平台拖航阻力数值分析被引量：4: 2014年; 通过分离涡模拟法(detached eddy simulation,DES)对半潜式钻井服务支持平台拖航阻力进行了研究,重点对平台拖航阻力、阻力系数和平台表面附近流场分布等特性进行了研究.研究表明:流方向下平台各结构所受阻力各不相同,下浮体占据总阻力比最大(尤其是90°来流方向下).阻力系数及升力系数时历曲线变化具有"脉动性".通过平台表面附近流场分布可以分析涡形成及受力原因,逆方向流及涡之间相互作用使得阻力有所减小.; 刘为民谷家扬卢燕祥; 关键词：流场 CFD

不同间距比方柱涡激运动特性研究（英文）: 2015年; 采用有限体积法对间距比为3.0,4.0,5.0的方形四立柱涡激运动特性进行了数值研究。着重探讨了间距比对振动幅值,升力系数频谱特性,涡脱模式的影响。引入动网格技术来实现立柱和流场之间的流—固耦合模拟。研究表明:三种间距比下,流向振幅随折合速度先增大后振荡。从升力系数谱分析,在不同折合速度下,系统能量出现多个或单个峰值,但能量相对仍比较集中。当间距比较小时,由于流场的干扰作用,柱体的尾涡结构凌乱而不规则;当间距比较大时,各柱体都有各自单独的涡街,但干扰现象依然存在。; 刘为民谷家扬渠基顺卢燕祥; 关键词：方柱动网格

冲击载荷作用下张力腿平台瞬态动力响应及系泊特性研究被引量：5: 2014年; 瞬态冲击荷载作用下平台主体产生大幅运动,易引起系泊系统断裂,危害平台安全。采用数值分析的方法对脉冲荷载作用下张力腿平台主体与系泊系统的耦合动力响应及系泊特性开展了研究。考虑正弦脉冲、三角脉冲及矩形脉冲等典型冲击荷载的影响,借助自编程序对运动微分方程进行了数值求解。重点考察非线性阻尼、脉冲形式、碰撞部位、撞击角度等诸因素对平台瞬态动力特性的影响。研究发现:三种典型脉冲作用下,计及非线性阻尼的纵荡及纵摇响应幅值均小于不考虑非线性阻尼时的计算结果;脉冲峰值影响平台运动响应的幅值;保持相同脉冲冲量时,三种脉冲形式作用下平台时间历程曲线基本一致;碰撞部位及撞击角度对平台动力响应均有较大的影响。; 谷家扬吴介杨建民; 关键词：张力腿平台脉冲荷载动力响应

柴油—LNG动力船舶燃料加注燃爆风险分析预测被引量：2: 2016年; 将液化天然气（LNG）用作船用燃料,可降低运输成本,节能环保,但在生产及储运过程中存在火灾爆炸的风险。对LNG双燃料动力船舶加注过程中的风险进行了分析,运用事故树分析方法对风险进行识别,并进行定性分析;根据泄漏概率和相关统计公式得出燃料加注过程中管系发生泄漏的概率。对加注过程中发生泄漏事故的后果进行预测,包括利用高斯模型对加注过程中管系泄漏事故时可燃气体浓度在5%~15%的半径范围进行预测,运用池火模型计算加注过程中LNG泄漏形成池火的热辐射危险距离;采用TNT当量法和超压准则对加注过程气罐泄漏发生蒸气云爆炸的危害范围进行预测。; 谷家扬章培管义锋朱培培刘为民; 关键词：LNG 蒸气云

规则波下张力腿平台时域响应分析被引量：4: 2014年; 讨论规则波下某张力腿平台的动力响应时域运动特性。着重分析入射波角度(15°,22.5°和45°),波高(6m,8m和10m)及波周期(10s,12s和14s)对张力腿平台各自由度运动、顶端张力的影响。探讨吃水高度、工作水深、不同张力腿数目对张力腿平台运动特性的影响。计算结果表明:由于张力腿平台各自由度对入射波角度、波高和波周期敏感度不同,张力腿平台在不同波浪参数下的运动特性(如位移幅值、平衡位置等)及顶端张力表现各异;不同吃水下的张力腿平台位移大小、平衡位置和运动方向等均不同。工作水深越大,各自由度运动越剧烈,这体现了工作环境对张力腿平台运动具有较大影响。张力腿数目越多,张力腿平台运动的位移、幅度等越小,随时间变化也越稳定。; 刘为民谷家扬卢燕祥; 关键词：张力腿平台时域动力响应

基于CFD技术的半潜式钻井服务支持平台风荷载预报被引量：3: 2015年; 该文基于N-S方程的DES湍流模型,对1∶50缩尺比半潜平台受到的风载荷、压力系数分布和平台表面附近流场进行了研究。将数值模拟风载荷和风倾力矩通过相似理论换算为实际值,并与规范计算值进行比较分析,结果显示,数值模拟值较规范计算值小。影响各结构和整个平台风载荷的主要因素有"遮蔽"效应和迎风面面积。由于干扰效应和"遮蔽"效应影响,导致不同倾斜角、风向角下平台所受风载荷不同。相同倾斜角度下,风载荷变化规律随着风向角的增大而不同;而相同风向角下,风载荷随着倾斜角增大而增大。"遮蔽"效应、倾斜角、风向角、结构位置和结构形状等对结构受压分布差异和平台表面附近流场有重要影响。; 谷家扬杨琛刘为民卢燕祥; 关键词：半潜式平台风载荷流场

国家自然科学基金(51309123)

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