海洋油气开发下截断柱群波浪绕射的三维时域数值研究

随着海洋能源开发的加速，半潜平台这类由柱群结构支撑的设施变得尤为重要。这些柱子通常用于增强平台的稳定性，抵御恶劣海况下的波浪冲击。本文标题《截断柱群波浪绕射性能的时域数值分析》深入研究了这种结构在规则和不规则波中的波浪绕射特性。作者张昊、陈旭达和张洪雨利用先进的时域三维边界元方法进行数值模拟，这是一种高效且精确的数值计算技术，适用于处理复杂的流体-结构相互作用问题。 在模拟过程中，他们特别关注了如何处理远方辐射面上的多次透射边界条件，这是确保模型能够正确反映实际波浪传播过程的关键。自由面上则采用积分格式的自由面边界条件，这有助于捕捉到波浪在结构边缘的反射和透射效应。目标是通过这些技术，实现对半潜平台设计中关键参数，如截断面形状、浪向角、柱间距和埋深比对单柱波浪力的影响有更准确的预测。 文章的核心内容围绕柱群结构的优化设计展开，旨在探究不同设计变量如何影响柱群内部的单柱波浪载荷，并进一步分析考虑柱群间相互干扰后对周围波浪场的影响。这对于理解半潜平台在极端海况下的性能以及优化其安全性和经济性至关重要。此外，关键词“截断柱群”、“波浪力”、“不规则波”和“多次透射边界”表明了研究的焦点集中在这些关键技术领域。 这篇论文为半潜平台的工程设计提供了一种重要的工具，即通过时域数值分析来评估和优化柱群结构在波浪环境中的响应，这对提升海洋工程设施的安全性和效率具有实际价值。