往复潮流作用下海底管线冲刷模拟.pdfVIP

博士后开题报告 往复潮流作用下海底管线冲刷模拟 汇报人：张芝永 （博士、高工） 单位:浙江省水利河口研究院 按一下以編輯母片標題樣式 背景 近年来随着海上油气的大量开采，海底管线得到广泛应用，然而，在海洋水 动力环境作用下，海底管线下方床面极易发生冲刷造成管道悬空进而引起涡激振 动 ，造成管线断裂 ，引起原油泄露，造成重大的经济损失和环境污染。 关注问题 悬空段关注问题 ： 冲刷深度 冲刷宽度 悬空长度 悬 空 冲刷过程 波 单 浪 向 流 潮流条件 自然界中近岸海域多为潮汐往复流 杭州湾：半日性潮汐往复流 研究内容 研究内容：对往复潮流作用下海底管线冲刷过程进行模拟研究 1.往复潮流水流条件的构造 2.泥沙冲刷模型的选择 往复潮流水流条件构造 计算区域：左右端距管线中心分别为20D管线直径，高度上取1.5倍 最大水深。 左右均给定为流速边界 导入实际的潮位流速过程 往复潮流水流条件构造 往复潮流作用下管线周围流速分布变化情况 t=4h t=6.5h t=7h t=11h 往复潮流水流条件构造 模型验证：x=20m,z=3.0米位置水位和流速变化 泥沙冲刷模型构造 泥沙冲刷分类 悬移质输沙 推移质输沙 推移质和悬移质在全沙输送中所占的比重与泥沙颗粒大小和水流流速有关。 ucr 360d50 g 泥沙起动：1 ：起动流速2 ：起动切应力；3 ：起动功率。 无量纲切应力-希尔兹数   g s −1 d ( ) 50 非粘性泥沙临界希尔兹计算 Soulsby-White 0.30  =+0.055 1−exp −0.020D cro  ( * )   1+1.2D* 粘性沙窦国仁公式