基于流、固两相流模型的海洋平台基础冲刷数值模拟研究

海洋平台的冲刷本质为流、固两相流的相互作用问题,采用两相流模型模拟这一相互作用过程可以准确反映其物理机制。本文基于两相流模型SedFOAM,建立海洋平台基础的三维两相流冲刷数值模型,对桩基局部冲刷坑演变过程和桩柱上、下游的最大冲刷深度进行了研究,分析了桩基局部冲刷的主要影响因素。结果表明,在单向水流作用下,桩柱上游出现半圆形的冲刷坑,最大无量纲冲刷深度（约为0.65）出现在桩柱上游;冲刷过程中桩柱下游出现斜向发展的淤积带;受下潜水流的影响,桩前最大冲刷深度可达平衡深度的80%。本文的研究成果可为实际海洋平台的冲刷预测和基础保护提供科学依据。     

污水排海扩散器的数值模拟与模型试验

在污水排海工程的设计工作中,采用数值模拟与模型试验相结合的方法是一种有效的设计手段。本文结合某污水排海整治工程,首先采用HydroInfo-1D管网模型对该工程排污扩散器进行数值模拟,得到相应各喷口的流量、流速和弗劳德数,然后设计水工模型试验对数值模拟结果进行验证。模拟结果显示,两种排放流量工况下该扩散器各喷口出流均具有很好的均匀性,且弗劳德数均大于1,满足设计规范的要求。此外,通过将实验结果与计算结果对比,发现两种工况下流量的计算值与实验值的最大误差分别为2.18%和2.42%,流速的最大误差分别为2.19%和2.43%,说明该模型的计算结果具有较高的精度。研究结果表明:该模型可以准确的对污水排海扩散器进行模拟,且管道的设计结构参数满足实际运行要求。