APP下载

新型深水多立柱FDPSO流场特性及水动力性能研究

2014-12-13刘为民谷家扬卢燕祥

船舶力学 2014年10期

刘为民,谷家扬,卢燕祥

(江苏科技大学 船舶与海洋工程学院,江苏 镇江212003)

1 引 言

浮式钻井生产储油平台(Floating Drilling Production,Storage and Offloading,简称FDPSO)作为一种新型钻采储卸一体化平台,兼具钻井和生产储油功能,FDPSO在FPSO基础上通过增加配置钻井设备,使其同时具有FPSO较强的生产储油特点,同时兼具钻探、完井的功能,大大缩短了油气开采周期,降低了投资成本,并且具备井口维修时不停产的特点,必将成为未来我国深水油气开发战略中的重要工具之一。

FDPSO结构形式有船型、圆筒型和多立柱型三种,如图1所示。世界上首座多立柱FDPSO由美国ATP OIL&GAS公司投资,在南通中远船务工程有限公司兴建,该平台主体为八边形浮体,下设4根立柱和2个立管平台,最大作业水深3 000 m。

图1 三种典型FDPSO(左图为船型FDPSO;中图为圆筒形FDPSO;右图为新型多立柱FDPSO)Fig.1 Three typical FDPSO(picture on the left is ship FDPSO;picture on the middle is cylinder FDPSO;picture on the right is multi-column FDPSO)

平台绕流特性及水动力性能预报相关研究较少,但是多立柱绕流可提供有益参考和借鉴。Lam等[1]2007年对多圆柱绕流特性进行了二维、三维数值模拟及实验研究,研究发现雷诺数Re和立柱间距比对尾涡结构有较大的影响,立柱间距比为1.5时,数值模拟和试验研究中尾流均表现出明显的双稳态特性,当间距比L/D≥2.5时,流场具有一定的对称性,L/D小于3.5且至临界雷诺数时,上游尾涡结构受到明显的挤压变形。Lam等[2]2008年分别采用二维及三维数值模拟方法对四圆柱绕流特性进行了数值模拟,重点研究了尾流特性及水动力系数随雷诺数及间距比的变化。Zou Lin等[3]2008年采用3D LES(large-eddy simulation)湍流模型直接求解NS方程对临……

登录APP查看全文