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下倾管-立管水气严重段塞流数值模拟被引量：10: 2011年; 针对海洋油气传输中常见的下倾管-立管系统,采用Brackbill模型模拟气液相界面间表面张力,VOF方法追踪气液两相运动界面,提出了管内气液两相流数值模拟方法.在低气液相进口折算速度下,数值模拟了该种管型下的严重段塞流动现象,分析了相关物理参数的变化特性.结果表明,在严重段塞流下,管内流型流态、压力、液塞运动速度、立管出口气液相平均速度、下倾管及立管内含气率等均具有明显周期性特征,而且一个周期内严重段塞流可分为4个阶段,进而给出了各阶段中相关参数的变化特性.数值模拟结果与相关文献中的实验结果吻合良好,表明了该数值模拟方法的有效性.; 高嵩尤云祥李巍胡天群俞忠; 关键词：数值模拟严重段塞流流动特性含气率

内孤立波作用下顶部张紧式立管动力特性被引量：5: 2012年; 基于内孤立波mKdV理论,采用考虑内流的细长杆动力学方程,结合改进的Morison公式,研究两层流体中内孤立波与顶张立管的相互作用问题。针对东沙群岛南部海域附近某实测内孤立波特征参数,计算分析在该内孤立波作用下某顶张立管的内孤立波载荷与运动响应,以及立管横截面弯矩及其应力的变化特性。研究表明,内孤立波不仅会对顶张立管产生突发性的冲击载荷以及大幅度水平变形,而且还会使其横截面弯矩及其应力显著增大。因此在深海立管的设计与应用中,内孤立波的影响是不可忽视的。; 林忠义尤云祥曲衍肖越范模; 关键词：两层流体内孤立波动力响应

FLOW-3D在流固耦合数值模拟中的应用: 为解决动边界数值模拟中大幅运动问题带来的困难,采用FLOW-3D软件模拟了二维方柱体绕流、浮体的垂直振荡和横摇运动。柱体的升力系数、阻力系数和升力振荡频率与实验结果及前人模拟结果吻合;浮体在静水面上的垂直振荡与理论值一致...; 靖树一王亮杜辉魏岗; 关键词：动边界 FAVOR 流固耦合; 文献传递

内孤立波沿缓坡地形传播特性的实验研究被引量：7: 2013年; 以南中国海东北部海域底部缓坡地形为背景,在大型重力式分层流水槽中模拟了下凹型内孤立波沿缓坡地形传播过程中的浅化、破碎、分裂等现象,利用分层染色标识方法和多点组合探头阵列技术对内孤立波沿缓坡地形演化特征进行了定性分析和定量测量.实验表明:浅化效应使内孤立波传播速度减小,对大振幅内孤立波具有抑制作用,对小振幅波具有放大效应;浅化效应可导致内孤立波的剪切失稳及破碎,还可导致大振幅内孤立波的分裂.利用Miles稳定性理论可定性描述内孤立波沿缓坡地形传播时发生不稳定状态的位置,实验结果与理论分析相符合.; 杜辉魏岗张原铭徐小辉; 关键词：分层流内孤立波

下倾管-立管严重段塞流数值模拟: 建立了下倾管-立管内气液两相流的CFD数学模型,基于VOF方法追踪气液两相运动界面,研究了管内严重段塞流现象,分析了管内压力、速度和流量等参数的周期特性及其变化规律,数值模拟结果与试验数据吻合良好。结果表明该数值模拟方法...; 高嵩尤云祥李巍胡天群; 关键词：数值模拟严重段塞流 VOF方法; 文献传递

Experimental investigation of the generation of large-amplitude internal solitary wave and its interaction with a submerged slender body被引量：17: 2014年; A principle of generating the nonlinear large-amplitude internal wave in a stratified fluid tank with large cross-section is proposed according to the‘jalousie’control mode.A new wave-maker based on the principle was manufactured and the experiments on the generation and evolution of internal solitary wave were conducted.Both the validity of the new device and applicability range of the KdV-type internal soliton theory were tested.Furthermore,a measurement technique of hydrodynamic load of internal waves was developed.By means of accurately measuring slight variations of internal wave forces exerted on a slender body in the tank,their interaction characteristics were determined.It is shown that through establishing the similarity between the model scale in the stratified fluid tank and the full scale in the numerical simulation the obtained measurement results of internal wave forces are confirmed to be correct.; WEI GangDU HuiXU XiaoHuiZHANG YuanMingQU ZiYunHU TianQunYOU YunXiang; 关键词：内孤立波大振幅分层流体

气液混输管线与立管系统严重段塞流数值研究被引量：11: 2012年; 针对气液混输管线与立管系统严重段塞流问题,采用严重段塞流形成条件一致的等效原则,发展了一种将三维管道系统等效为二维管道系统的计算流体力学(CFD)数值模拟方法.以文献中某下倾管与立管组合系统为对象,结合其实验工况,对严重段塞流气液流动过程进行了数值模拟,获得了其周期、压力波动幅值及喷发时间等关键参数的变化规律,数值模拟与文献所述实验结果符合.在此基础上,建立了立管入口气液折算速度、立管含气率以及立管出口平均速度的理论模型,获得了这些关键参数随时间的变化规律,并给出了确定立管内气液流型变化的理论方法,理论结果与CFD数值模拟结果一致.建立的CFD方法大幅缩减了严重段塞流数值模拟所需的时间和资源,推导的理论模型揭示了严重段塞流特性参数之间的关联,可以对严重段塞流所引发的危害进行快速评估及预测,具有一定的工程应用价值.; 高嵩李巍尤云祥胡天群; 关键词：严重段塞流

缓坡地形上内孤立波的破碎及能量分析被引量：8: 2014年; 在大型重力式分层流水槽中对内孤立波沿缓坡地形的演化特征进行了实验研究,利用分层染色标识方法和多点组合探头阵列技术对其传播特性做了定性分析和定量测量。实验表明:下凹型内孤立波沿缓坡地形传播过程中的破碎先从波背部发生,继而演化出上凸型内孤立波;内孤立波破碎不仅与入射波波幅相关,而且受到地形坡度的强烈影响;入射波幅参数??0.4是内孤立波不稳定及破碎的实验判据,内孤立波能量损失出现跃升是其发生破碎的重要特征。研究进一步获得了内孤立波沿缓坡地形的三维演化结构、破碎发生条件和能量变化特性,对于复杂海洋环境中非线性内波传播特性认识及其动力学建模具有重要的科学意义。; 杜辉魏岗曾文华孙鹰屈子云靖树一; 关键词：分层流内孤立波能量损失

内孤立波与深海立管相互作用数值模拟被引量：19: 2011年; 提出了一种对内孤立波与深海立管相互作用耦合数值模拟方法。流场采用内孤立波数值水槽方法进行模拟,结构响应采用基于薄壳理论的有限元方法进行计算,采用一种将流场和结构响应数据进行实时传输的方法,实现了流体与固体之间的耦合数值模拟。对内孤立波作用下某长径比为1 200的深海立管载荷及其动力响应特性进行了数值模拟与分析。结果表明内孤立波不仅会对深海立管产生突发性剪切载荷作用,而且还会使立管产生大幅度变形响应现象,因此在深海立管设计与应用中,内孤立波的影响是不可忽视的。研究表明,该方法为研究内孤立波作用下深海立管动力特性及其工程预报相关问题提供了一种有效的手段。; 刘碧涛李巍尤云祥曲衍范模; 关键词：内孤立波动力响应

内孤立波中半潜平台动力响应特性被引量：23: 2012年; 基于内孤立波mKdV理论,采用时域有限位移运动方程,结合改进的Morison公式,研究了两层流体中内孤立波与带分段式悬链系泊约束半潜平台的相互作用问题。针对东沙群岛南部海域附近某实测内孤立波特征参数,计算分析了在该内孤立波作用下SEDCO-700型半潜平台的内孤立波载荷、运动响应及其系泊张力的变化特性。研究表明,内孤立波不仅会对半潜平台产生突发性冲击载荷作用,使其产生大幅度水平漂移运动,并导致其系泊张力显著增大,因此在半潜平台等深海平台的设计与应用中,内孤立波的影响是不可忽视的。; 尤云祥李巍胡天群曲衍肖越范模; 关键词：两层流体内孤立波动力响应

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国家高技术研究发展计划(2008AA09Z316)

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