均勻流作用下三立柱輕型半潛式生產平臺渦激運動特性數值研究

摘要：三立柱輕型半潛式生產平臺是一種新型多功能高效平臺,可廣泛用于中等水深及深水邊際油氣田開發。但在一定的來流條件下,立柱后方會產生漩渦脫落,導致平臺發生渦激運動現象,從而影響平臺的海上作業。基于分離渦模擬(detached eddy simulation,簡稱DES)方法,對具有三立柱和深吃水特點的非傳統型半潛式生產平臺的渦激運動響應特性開展數值模擬研究,從運動響應幅值和頻率、運動軌跡及水動力系數等多個角度分析其在不同流向角和不同折合速度下渦激運動響應的關鍵特征和鎖定范圍。研究表明,三立柱輕型半潛式生產平臺的橫向運動響應由其受到的脈動升力主導,在折合速度7.0≤Ur≤10.0區間內發生鎖定現象,且在180°流向角時幅值達到最大,約為立柱直徑的59%;首搖運動在0°流向角時達到最大響應幅值4.9°,且鎖定區內的響應頻率接近其首搖運動固有頻率;其運動軌跡主要表現為沿著橫向的直線往復運動。