基于CFD的海洋立管系统严重段塞流数值模拟

摘要：

利用CFD软件Fluent建立二维全尺寸仿真模型,对立管实验装置中的严重段塞流现象进行数值模拟研究.模拟方法中,采用液体体积函数(volume of fluid,VOF)法追踪气液界面;将长距离海底管道等效为箱体,以提高计算效率.模拟出了立管系统中的四种流型:典型严重段塞流(SSI)、严重段塞流Ⅱ (SSII)、过渡流型(SST)和稳定流动;并对这四种流型的模拟结果进行了实验验证.最后,对典型严重段塞流的瞬态流动特性进行了深入分析.结果表明:采用数值模拟方法计算效率高,可准确模拟严重段塞流现象,为长距离立管系统中严重段塞流研究提供了切实可行的模拟方法.模拟工况下,气液喷发的瞬时质量流量可达入口的2.5倍以上,气液平均流速可达入口的4.5倍以上,其瞬态流动特性的分析对严重段塞流危害的准确评估有重要意义.

关键词：海洋立管系统、严重段塞流、流型图、计算流体力学、数值模拟

所属期刊栏目：16

分类号：TE58(海上油气田勘探与开发)

资助基金：国家自然科学基金项目51404290

在线出版日期：2016-08-11（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共7页

页码：162-167,172