橫管繞流及其沖刷規(guī)律的實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、隨著海底管線在海洋工程中越來(lái)越廣泛的應(yīng)用，外界水動(dòng)力作用下海底管線尤其是水平橫管的繞流形態(tài)以及由此引起的海床沖刷、管線破壞等問(wèn)題也越來(lái)越引起廣大研究人員的關(guān)注。為了進(jìn)一步研究海底管道的沖刷機(jī)理和沖刷坑的形成，進(jìn)而有針對(duì)性的對(duì)管道進(jìn)行保護(hù)，減少管道破壞失效，本文對(duì)定床及動(dòng)床條件下的單向均勻明流情況下橫管繞流進(jìn)行了系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)研究。 本文的主要研究?jī)?nèi)容是，分析定床條件下單向均勻明流情況下橫管的繞流特性；探明波流共同作用下可沖積床面上存

2、在沙波運(yùn)動(dòng)時(shí)管道的沖刷機(jī)理；研究各個(gè)因素如水深、流速、埋深、和管徑以及沙波對(duì)沖刷深度的影響，并計(jì)算平均沖刷速率，提出了最大沖刷公式。 本文旨在用實(shí)驗(yàn)的方法，運(yùn)用簡(jiǎn)化的PIV激光流速測(cè)速技術(shù)，對(duì)單向均勻流條件下不同懸空比的水平圓柱型管道的繞流瞬態(tài)流場(chǎng)進(jìn)行動(dòng)態(tài)測(cè)量，并用攝像加拍照的方法記錄管道的沖刷過(guò)程。通過(guò)對(duì)試驗(yàn)資料的分析，得出了管道繞流時(shí)的流場(chǎng)圖和無(wú)量綱的床面、橫管頂部和橫管底部切應(yīng)力的變化圖，并討論了各個(gè)特征部位的切應(yīng)力隨懸空