不同入射波对管束结构受力特性的影响

张志豪，涂佳黄，2，黄林茜，吕海宇，邓旭辉，2

（1.湘潭大学土木工程与力学学院，湖南 湘潭 411105；2.岩土力学与工程安全湖南省重点实验室，湖南 湘潭 411105）

0 引 言

波浪与海岸结构的相互作用形式普遍可见，可以分为三种：波浪反射、波浪传播与越浪、波浪破碎。波浪与海上结构的相互作用现象也较为普遍，例如波浪与海洋管道、平台立柱等结构的相互作用，该类研究可以为以后实际工程应用提供一定的实用价值。在海洋工程中，海洋输油气管道并非仅由单圆柱型立管组成，其通常随注射液管道、电缆管道与单圆柱型立管一起安装形成三圆柱管束结构（triple-pipe bundle,TPB）。

目前，相关学者对波浪与结构相互作用的研究已取得一些进展，这些研究主要是针对波浪与单圆柱结构和其他结构的相互作用，而对波浪与TPB 结构相互作用的研究还需进一步深入[1-10]。Szmidt 与Hedzielski[1]使用光滑粒子流体动力学（smooth particle hydrodynamics,SPH）方法模拟了波浪作用下圆柱绕流的二维特性，主要对圆柱周围的流体流动进行离散化处理并计算沿圆柱圆周的压力分布与其所受波浪作用的合力；Wen 等[2-3]采用了SPH-LES 模型对三维波浪与海岸结构相互作用进行了研究，研究表明SPH 方法能够模拟大尺度的数值波浪水池并能较好模拟波浪与海岸结构的相互作用；Crespo 等[4]采用DualSPHysics 无网格化程序模拟了海面波浪与海洋立管相互作用，并将SPH 模型与实验结果进行了对比；Altomare 等[5]采用SPH 微可压缩模型研究了二阶长峰波与随机波的产生以及反射波吸收系统（被动粘性消波与主动消波）工作性能，同时还研究了波浪与结构的相互作用，将结构物所受的波浪力时程变化与实验结果进行了对比；……