管道悬索跨越绕流特性及三分力系数变化规律

• 作者: 倪娜 左雷彬 巩玉良 李国辉 王文进 马存明
• 来源期刊: 油气储运
• 学科: 工学
• 关键词: 管道悬索跨越 数值风洞 绕流特性 三分力系数
• 年，卷（期）: 2020,（9）
• 所属期刊栏目: 完整性与可靠性
• 页码范围: 980-987
• 页数: 8页
• 分类号: TE973
• 语种: 中文
• DOI: 10.6047/j.issn.1000-8241.2020.09.003

摘要

为了准确获取管道悬索跨越结构的气动参数,建立油气管道悬索跨越典型主梁断面数值风洞模型,并选取SST k-ε模型作为数值风洞湍流模型.数值风洞获取的绕流压力场分布显示,管道上、下表面的负压区较为明显,最大的正压区出现在管道的迎风侧面,位于入流方向的桁架梁迎风面和背风面的压力差最为明显;绕流速度场分布显示,管道和桁架梁对风速的阻挡效果明显,且管道、迎风侧栏杆、桁架梁均产生明显的流动分离和漩涡脱落现象,结合绕流场均方根压力可知,入流侧桁架最易发生涡振.通过对-3°、0°、3°风攻角下不同管径和不同主梁宽度的三分力系数分析,结果表明:主梁宽度对阻力系数和升力系数的影响较小,-3°风攻角下扭转系数随主梁宽度增加而减小;管径对三分力系数有决定性影响,随管径增大,阻力系数逐渐增大,而升力系数和扭转系数逐渐减小.研究结果可为悬索跨越桥面结构设计以及管道布置方式提供抗风方面的数据支持.