桩柱间距对海洋油气平台所受波浪力的影响

基于双向流固耦合理论基础,采用VOF运动界面追踪方法和k-ε湍流模型,在波浪来流主方向上,以三桩柱结构为研究对象,建立考虑绕流效应的不同桩柱间距以及不同间距比的串联布置形式。然后再计算和比较桩柱间距比在0.8~1.2范围内所受的最大等效应力,得出桩柱的间距比等于1时,桩柱所受的最大等效总应力最小,这为今后桩柱的设计及间距布置提供了新的理论依据。

桩柱间距对桩柱上波浪荷载的影响

桩柱间距的大小直接关系到入射波对桩柱的作用力及对平台或上部结构的上托力。基于FLOW-3D建立三维数值波浪水槽,通过试验验证数值模型的准确性,研究4种波况下,桩柱间距L对作用在上游桩柱和下游桩柱波浪荷载的影响。结果表明：由于桩柱的相互影响,作用在两桩柱上顺向波浪荷载和横向波浪荷载均不同于孤立桩柱情形,群桩系数KG与桩柱间距L有密切关系,对于顺向群桩系数KGx,当桩柱间距L与其直径D的比值小于1.0时,上游桩柱顺向群桩系数KGxu〈1.0,下游桩柱顺向群桩系数KG xd〉1.0,两桩柱的横向群桩系数KG y可达3.0~4.0。随着间距的增加,KG xu逐渐增大、KG xd逐渐减小、KG y大幅减小。当L/D〉4.0时,基本可以忽略两桩柱的相互影响。