子母管缆三维绕流流场数值模拟研究

该文基于计算流体力学开源代码OpenFOAM,开展了不同来流角(0°≤α≤180°)、直径比(0.05≤d/D≤0.3)和间距比(0.05≤G/D≤0.3)工况下,子母管绕流流场的三维数值模拟,研究了小间距下,子母管的瞬时和时均流场特征、时均流线拓扑、升阻力系数和时均压力系数变化规律。研究结果表明:当子母管间距较小(0.05≤G/D≤0.3)时,母管的升阻力系数均值变化不大。当来流角α=90°时,母管后方存在较长的回流区,剪切层相互作用及涡旋融合作用随间距减小逐渐增强,子管受到较大的升阻力,不同展向高度的旋涡脱落存在一定的相位差异;间隙流会对子母管时均压力分布产生较大影响,随直径比和间距比的减小,时均压力分布波动增大。当α=0°和α=180°时,直径比与间距比的变化主要影响旋涡强度大小,且当直径比和间隙比小于0.1时,子母管结构可视为单一钝体结构。