Захаров Ю.Н.   Нуднер И.С.   Гейдаров Н.А.   Иванов К.С.   Семенов К.К.   Стуколов С.В.   Юшков А.С.  

Численное Исследование Влияния Турбулентного Режима Течения На Процесс Размыва Несвязного Грунта Вблизи Оснований Нефтедобывающих Платформ Гравитационного Типа

Докладчик: Иванов К.С.

    Использование гравитационных нефтедобывающих платформ в прибрежных мелководных морских зонах в настоящее время является одним из актуальных способов добычи нефти. Изучение процессов размыва морского грунта вблизи оснований таких платформ и исследование проблем обеспечения их устойчивости представляет большой практический интерес. В последние годы активно проводятся различные исследования этих вопросов, как с помощью лабораторных и полунатурных физических экспериментов, так и с применением методов математического моделирования. В работах [1-3] приведены результаты большого количества экспериментальных и численных исследований размыва несвязного грунта вблизи основания платформы «Приразломная», приведены сравнительные таблицы лабораторных и вычислительных экспериментов, проведен анализ влияния различных волновых режимов течения жидкости на процесс переноса частиц донного материала. В данных работах режим течения жидкости предполагался ламинарным. В настоящей работе численно и экспериментально исследуется влияние развитой турбулентности потока на образования размывов и наносов вблизи нефтедобывающих платформ гравитационного типа.
    Для расчета турбулентного течения жидкости используется методика LES в силу существенной нестационарности потока, при этом для моделирования подсеточной вязкости применяются, как алгебраические, так и дифференциальные модели. Для расчета размыва грунта наряду с моделью, используемой в работах [4, 5], применяется морфологическая модель [6], основанная на условии равновесия сил, действующих на частицы грунта.
    Приводятся результаты численных и экспериментальных исследований размыва грунта в условиях развитой турбулентности потока при различных входных параметрах, а также проводится сравнение качественных картин размыва и его количественных характеристик с ламинарными режимами движения жидкости.

References
[1] Гейдаров, Н. А. Численные и экспериментальные исследования размыва грунта от течений у оснований гравитационных платформ [Текст] / Н. А. Гейдаров, Ю. Н. Захаров, К. С. Иванов, В. В. Лебедев, А. В. Мишина, И. С. Нуднер, К. К. Семёнов, Л. Г. Щемелинин // Прикладные технологии гидроакустики и гидрофизики (ГА -2014): труды ХII Всероссийской конференции, Санкт-Петербург, 27-29 мая 2014 г. - СПб: Нестор-История, 2014. - 626 с. - С. 239-241
[2] Gaydarov N.A., Zakharov Y.N., Ivanov K.S., Semenov K.K., Lebedev V.V., Nudner I.S., Belyaev N.D., Mishina A.V., Schemelinin L.G. Numerical and Experimental Studies of Soil Scour Caused by Currents near Foundations of Gravity-Type Platforms. Proceedings of 2014 International Conference on Civil Engineering, Energy and Environment (CEEE-2014), Hong Kong, 13-14 December 2014, pp. 190-197.
[3] Semenov K.K.,  Lebedev V.V.,  Nudner I.S.,  Geidarov N.A.,  Ivanov K.S., Zakharov Y.N.,  Belyaev N.D.,  Mishina A.V.,  Schemelinin L.G.  Impact  of waves and currents on the soil near gravity-type offshore platform foundation: numerical and experimental studies // Proceedings of ISOPE-2015, Kona, Hawaii, paper 2015-TPC-0375
[4] Brørs B. Numerical modeling of flow and scour at pipelines // J. Hydraul. Eng. 1999. V. 125. P. 511-523.
[5] Solberg T., Hjertager B. H., Bove S. CFD modelling of scour around offshore wind turbines in areas with strong currents // Tech. Rep. 5. Esbjerg Institute of Technologym Aalborg University. 2005.
[6] Roulund A., Sumer B. M, Fredsøe J., Michelsen J. Numerical and  experimental  investigation  of  flow  and  scour  around  a  circular pile // J. Fluid Mech. 2005. V. 534. P. 351-401.