波流作用下海底管道立管底部局部冲刷的数值模拟

海底管道是从海上输送石油和天然气的高效经济的手段，立管是海底管道沿海上平台桩腿上爬的管道。由于平台桩腿和立管对波浪潮流场的影响，破坏了自然的冲淤平衡，造成了桩腿和立管基础的局部冲刷，使立管连接水平管道的部分逐渐悬空，且冲坑不断沿水平管道轴向发展，有时长达数十米。在波浪运动产生的水平往复荷载和涡激振动产生的竖向往复荷载的长期作用下，这种悬空的管道极易产生疲劳破坏，造成油气泄露、油田停产，并引发海域大面积生态污染等严重后果。为了避免立管基础的局部冲刷，明确冲刷形态，增加海底管道的安全可靠性和节省管道工程维护费用，本研究拟用三维的波浪和潮流流场数值模型，结合泥沙运动数值模型，研究海底管道立管底部局部冲刷的机理，并探讨相应的对策。