胡 克，付世晓，许玉旺，马磊鑫

（上海交通大学 海洋工程国家重点实验室，上海200240）

不同浸没深度下水平圆柱体的水动力特性试验研究

胡 克，付世晓，许玉旺，马磊鑫

（上海交通大学 海洋工程国家重点实验室，上海200240）

顺应式的漂浮柔性圆柱型结构物，如深海养殖结构物的浮圈结构、波浪能发电装置的浮体部分等，大多是部分浸没的。目前，学术界和工程界对部分浸没圆柱的水动力特性了解甚少,也使这些新型结构物在设计和分析时面临着一系列的困难。文章利用在拖曳水池中对水平圆柱进行强迫振荡的试验方法，研究了不同浸没深度的水平圆柱体在流、波浪以及波-流耦合作用下的水动力特性，获得了拖曳力系数和附加水质量系数在不同浸没深度下与Reynolds数、KC数和Vr的关系。通过研究发现：（1）在纯流作用下，由于自由液面的存在，超过半浸没的圆柱体的拖曳力系数在超临界范围内将大于全浸没圆柱；（2）在波浪作用下的半浸没圆柱的水动力系数完全不能等同于全浸没圆柱的一半来进行考虑；（3）流的存在对水动力系数的影响比较显著，会导致惯性力系数的增大。

水平圆柱；不同浸没深度；拖曳力系数；附加质量系数；强迫振荡

0 引 言

海洋工程结构物按照其自身特征尺度与所遭遇的波长的比值，大致可分为大尺度结构物和小尺度结构物，大尺度结构物大致包含例如半浅式平台、FPSO以及海上机场等海上超大型浮体，小尺度结构物包括导管架平台，海洋油气生产和传输的立管、海底管道、锚链以及海洋养殖的浮筒和渔网等结构。……