蒋 科, 张德华, 戚 昱, 苏仰旋, 赵 毅, 田润红

[1. 重庆前卫海洋石油工程设备有限责任公司，重庆 401120；2. 中国石油大学(北京)机械与储运工程学院，北京 102249]

亚临界雷诺数条件下圆柱绕流特性研究

蒋 科1, 张德华2, 戚 昱2, 苏仰旋2, 赵 毅2, 田润红2

[1. 重庆前卫海洋石油工程设备有限责任公司，重庆 401120；2. 中国石油大学(北京)机械与储运工程学院，北京 102249]

海洋立管受到一定速度的海流冲击时，立管周围区域会发生圆柱绕流和涡激振动现象，对立管安全造成严重损害。从圆柱绕流出发，对亚临界雷诺数下的深水立管的圆柱绕流进行了二维数值模拟，对圆柱绕流阻力系数和升力系数等特性参数进行了考察，在此基础上进行了含有附加杆的立管绕流的模拟分析，证明了附加杆抑制立管圆柱绕流的突出作用。研究结果可为研制带有附属杆的海洋立管提供一定参考。

海洋立管；涡激振动；圆柱绕流；附加杆

0 引 言

海洋立管是连接海底设备和海洋平台的关键部件，是海洋石油开采系统的重要组成部分。海洋立管受到一定速度的海流冲击时，立管周围区域会出现周期性产生和消失的漩涡，并对立管造成沿来流方向周期性的阻力和垂直于来流方向周期性的升力，导致立管产生涡激振动(VIV)现象。涡激振动现象会对立管产生严重的疲劳破坏，进而严重影响管道使用寿命和正常工作。随着海洋石油开发逐渐由陆地转向海洋，深海立管的涡激振动问题成为研究热点。与此同时，圆柱绕流问题作为研究深海立管涡激振动的基础也得到了越来越广泛的研究[1]。……