基于遗传算法的二维立管整流罩涡激振动抑制优化设计
流体动力学
2018-04-12 v2
摘要
涡激振动（VIV）在深水油气开发的海洋立管上表现出破坏性。由于其抑制VIV的有效性，多种类型的立管整流罩被应用于海洋工程实践中。然而，关于整流罩轮廓优化设计的报道甚少。本研究在低雷诺数下通过整合计算流体动力学与遗传算法进行形状优化。整流罩轮廓由Bézier曲线参数化，以控制点作为设计变量，并选取升力系数作为目标函数以获得最优整流罩。最优解表明，水滴形整流罩在二自由度（DOFs）条件下表现出高性能，而尾鳍形整流罩在3-DOF条件下具有良好的稳定性。优化结果表明，在Ur=5.0的2-DOF条件下，水滴形整流罩将振幅抑制高达99%，并将阻力系数降低近51%。对于3-DOF条件，在最优整流罩两侧生成的具有相反方向的对称涡导致其在流场中的稳定性。
引用
@article{arxiv.1801.03792,
title = {Optimal design of two-dimensional riser fairings for vortex-induced vibration suppression based on genetic algorithm},
author = {Mengyue Chen and Xiuquan Liu and Fulai Liu and Min Lou},
journal= {arXiv preprint arXiv:1801.03792},
year = {2018}
}
备注
25 pages, 15 figures