| 摘要 | 第5-7页 |
| Abstract | 第7-9页 |
| 1 绪论 | 第13-51页 |
| 1.1 课题背景及研究意义 | 第13-26页 |
| 1.1.1 海上油气开发现状 | 第13-18页 |
| 1.1.2 海洋油气开发装备 | 第18-22页 |
| 1.1.3 Spar平台的结构形式 | 第22-25页 |
| 1.1.4 Spar平台涡激运动的研究意义 | 第25-26页 |
| 1.2 涡激运动的形成条件及响应特征 | 第26-28页 |
| 1.2.1 形成条件 | 第26-27页 |
| 1.2.2 响应特征 | 第27-28页 |
| 1.3 国内外研究现状 | 第28-42页 |
| 1.3.1 涡激振动的研究进展 | 第29-36页 |
| 1.3.2 涡激运动的研究进展 | 第36-42页 |
| 1.4 Spar平台涡激运动的研究方法 | 第42-46页 |
| 1.4.1 模型实验研究 | 第42-43页 |
| 1.4.2 经验模型研究 | 第43-45页 |
| 1.4.3 计算流体力学CFD研究 | 第45页 |
| 1.4.4 原型监测 | 第45-46页 |
| 1.5 本文的主要工作和创新点 | 第46-51页 |
| 1.5.1 研究目的 | 第46-47页 |
| 1.5.2 研究内容与方法 | 第47-49页 |
| 1.5.3 论文的创新点 | 第49-51页 |
| 2 圆柱体涡激振动的基本理论 | 第51-75页 |
| 2.1 概述 | 第51页 |
| 2.2 流体力学基础 | 第51-57页 |
| 2.2.1 流体的基本动力方程 | 第51-54页 |
| 2.2.2 涡旋泄放机理 | 第54-57页 |
| 2.3 CFD方法 | 第57-67页 |
| 2.3.1 控制方程的离散 | 第58-59页 |
| 2.3.2 湍流模型 | 第59-65页 |
| 2.3.3 湍流模型的近壁面处理 | 第65-67页 |
| 2.4 涡激振动的相关参数 | 第67-73页 |
| 2.4.1 雷诺数和约化速度 | 第67-68页 |
| 2.4.2 斯托哈尔数与涡泄频率 | 第68-69页 |
| 2.4.3 质量比、阻尼比和无量纲振幅 | 第69-70页 |
| 2.4.4 涡激振动的拖曳力和升力 | 第70-73页 |
| 2.5 本章小结 | 第73-75页 |
| 3 涡激振动相似性研究 | 第75-109页 |
| 3.1 概述 | 第75-76页 |
| 3.2 涡激振动的相似关系 | 第76-87页 |
| 3.2.1 相似关系基础知识 | 第76-82页 |
| 3.2.2 涡激振动中缩尺模型相似关系的推导 | 第82-87页 |
| 3.3 数值模拟研究 | 第87-101页 |
| 3.3.1 数值模拟方法 | 第87-89页 |
| 3.3.1.1 软件介绍 | 第87-89页 |
| 3.3.2 绕流数值计算 | 第89-94页 |
| 3.3.2.1 设计参数 | 第89-90页 |
| 3.3.2.2 建模及网格划分 | 第90页 |
| 3.3.2.3 结果分析 | 第90-94页 |
| 3.3.2.4 小结 | 第94页 |
| 3.3.3 涡激振动数值计算 | 第94-101页 |
| 3.3.3.1 设计参数 | 第94-95页 |
| 3.3.3.2 建模及网格划分 | 第95-96页 |
| 3.3.3.3 结果分析 | 第96-100页 |
| 3.3.3.4 小结 | 第100-101页 |
| 3.4 物理模型试验 | 第101-107页 |
| 3.4.1 实验安排 | 第102-105页 |
| 3.4.2 实验结果 | 第105-107页 |
| 3.4.3 小结 | 第107页 |
| 3.5 本章小结 | 第107-109页 |
| 4 考虑辐射阻尼的Spar平台涡激运动数值计算 | 第109-131页 |
| 4.1 概述 | 第109页 |
| 4.2 涡激振动(运动)计算模型 | 第109-113页 |
| 4.2.1 尾流振子模型 | 第109-110页 |
| 4.2.2 涡激力模型修正 | 第110-113页 |
| 4.2.2.1 横流向模型 | 第110-112页 |
| 4.2.2.2 顺流向模型 | 第112-113页 |
| 4.3 辐射阻尼理论 | 第113-116页 |
| 4.4 切片理论 | 第116-117页 |
| 4.5 数值计算方法 | 第117-120页 |
| 4.5.1 数模建立 | 第117-118页 |
| 4.5.2 Nemark-β法参数选定 | 第118-120页 |
| 4.6 流固耦合时两向涡激运动的数值分析 | 第120-130页 |
| 4.6.1 考虑辐射阻尼时顺流向涡激运动响应 | 第120-122页 |
| 4.6.2 考虑辐射阻尼时横流向涡激运动响应 | 第122-124页 |
| 4.6.3 辐射阻尼对顺流向涡激运动响应的影响 | 第124-125页 |
| 4.6.4 辐射阻尼对横流向涡激运动的影响 | 第125-126页 |
| 4.6.5 模型数值验证 | 第126-127页 |
| 4.6.6 流固耦合时纵摇和横摇的涡激运动响应 | 第127-130页 |
| 4.6.6.1 考虑辐射阻尼时Spar平台的纵摇响应 | 第127-129页 |
| 4.6.6.2 考虑辐射阻尼时Spar平台的横摇响应 | 第129-130页 |
| 4.7 本章小结 | 第130-131页 |
| 5 Spar平台涡激运动的实验研究 | 第131-143页 |
| 5.1 概述 | 第131-132页 |
| 5.2 实验介绍 | 第132-135页 |
| 5.3 实验过程 | 第135-138页 |
| 5.3.1 实验准备 | 第135-136页 |
| 5.3.2 实验阶段 | 第136-138页 |
| 5.4 实验结果分析 | 第138-140页 |
| 5.5 结果对比 | 第140-142页 |
| 5.6 本章小结 | 第142-143页 |
| 6 基于CFX的Spar平台涡激运动数值模拟 | 第143-169页 |
| 6.1 概述 | 第143-144页 |
| 6.2 可行性研究 | 第144-146页 |
| 6.3 数值模型 | 第146-149页 |
| 6.4 Spar平台涡激运动的关键特性研究 | 第149-162页 |
| 6.4.1 涡激运动中的涡旋脱落 | 第149-152页 |
| 6.4.2 涡激运动中的升力和拖曳力的分析 | 第152-157页 |
| 6.4.3 涡激运动中的动力响应 | 第157-162页 |
| 6.4.3.1 两向涡激运动响应 | 第157-161页 |
| 6.4.3.2 涡激运动中的锁定现象 | 第161-162页 |
| 6.5 动力参数修正后Spar平台涡激运动的数值编程计算 | 第162-168页 |
| 6.5.1 编程计算的涡激运动动力响应 | 第162-168页 |
| 6.6 本章小结 | 第168-169页 |
| 7 螺旋侧板抑制Spar平台涡激运动的机理研究 | 第169-187页 |
| 7.1 概述 | 第169-171页 |
| 7.2 比较方法 | 第171-172页 |
| 7.3 数值模型 | 第172-175页 |
| 7.4 高雷诺下模型的绕流数值模拟结果 | 第175-185页 |
| 7.4.1 绕流计算中的涡旋脱落 | 第175-180页 |
| 7.4.2 绕流数值模拟中的升力和拖曳力分析 | 第180-185页 |
| 7.5 本章小结 | 第185-187页 |
| 8 全文总结及展望 | 第187-191页 |
| 8.1 全文总结 | 第187-189页 |
| 8.2 研究展望 | 第189-191页 |
| 参考文献 | 第191-202页 |
| 致谢 | 第202-203页 |
| 个人简历 | 第203页 |
| 发表的学术论文与研究成果 | 第203-204页 |
