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线性剪切流下钢悬链式立管涡激振动响应研究
1
作者 马博文 常杏 +1 位作者 陈伟民 唐文勇 《振动与冲击》 北大核心 2025年第3期81-90,共10页
基于空间分布的尾流振子模型对细长柔性悬链线立管三维涡激振动响应特性进行数值仿真研究。数值模型考虑了立管局部倾角和流固场相对速度对水动力载荷的影响,将尾流振子与立管运动控制方程耦合,构建了悬链线立管非平面来流下的时域动力... 基于空间分布的尾流振子模型对细长柔性悬链线立管三维涡激振动响应特性进行数值仿真研究。数值模型考虑了立管局部倾角和流固场相对速度对水动力载荷的影响,将尾流振子与立管运动控制方程耦合,构建了悬链线立管非平面来流下的时域动力学模型,采用二阶精度有限差分法和四阶龙格库塔法求解耦合振动方程。通过将模拟结果与试验结果对比,模型的可靠性得到了一定程度上的验证;随后针对实尺度立管,比较了不同剪切度来流对立管涡激振动幅值、响应传播波形、结构振动频率、锁定区间及流固场能量传递系数的影响。数值结果表明,相比于均匀流,线性剪切流下的立管呈现更复杂的振动响应特性,随着来流剪切度升高,振动幅值逐渐减小,锁定区沿管轴方向呈现区域化特性并伴随显著的多频振动响应。 展开更多
关键词 悬链线立管 涡激振动 尾流振子 剪切流
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多向流环境中悬链线立管涡激振动疲劳特性研究
2
作者 李星辉 冯琛涵 +2 位作者 袁昱超 郭力 唐文勇 《振动与冲击》 北大核心 2025年第12期37-47,58,共12页
海流作用下的涡激振动是海洋立管疲劳损伤积累的主要原因。实际海洋环境中,海流流向并非恒定不变,而是呈现多向流的特征。多向流环境中悬链线立管所处平面的方向对涡激振动响应有不可忽视的影响。基于涡激振动数值预报模型和多向流中结... 海流作用下的涡激振动是海洋立管疲劳损伤积累的主要原因。实际海洋环境中,海流流向并非恒定不变,而是呈现多向流的特征。多向流环境中悬链线立管所处平面的方向对涡激振动响应有不可忽视的影响。基于涡激振动数值预报模型和多向流中结构疲劳评估方法,计算了外流流向和流速变化时立管的涡激振动疲劳损伤,并分析了季节性差异显著、不显著多向流环境中涡激振动疲劳特性。结果表明:多向流环境中立管面内模态和面外模态在响应中共存竞争时涡激振动疲劳损伤较小。疲劳损伤与外流流速之间的关系可用幂函数或双重指数函数近似拟合。当季节性差异不显著时,疲劳损伤随立管布置方向变化剧烈;当季节性差异显著时,疲劳损伤随立管布置方向变化平缓。通过数值计算使立管所处平面与多向流主导流向呈特定夹角可以有效减小涡激振动疲劳损伤。 展开更多
关键词 多向流 涡激振动 悬链线立管 疲劳损伤 数值模型
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钢悬链线立管全尺寸共振弯曲疲劳试验系统与模态分析 被引量：1
3
作者 徐泽鑫 安晨 +2 位作者 谢智 张吉祥 林方坚 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2024年第20期119-127,共9页
钢悬链线立管(steel catenary riser,SCR)作为支撑海上平台和其他关键设备的重要组成部分,在极端的海洋环境中长时间服役运行时,其结构完整性和安全性至关重要。为确保SCR立管在恶劣环境下的安全运行,对立管进行共振弯曲疲劳试验研究成... 钢悬链线立管(steel catenary riser,SCR)作为支撑海上平台和其他关键设备的重要组成部分,在极端的海洋环境中长时间服役运行时,其结构完整性和安全性至关重要。为确保SCR立管在恶劣环境下的安全运行,对立管进行共振弯曲疲劳试验研究成为必要的评估标准,同时也为后续立管疲劳寿命预测和失效分析提供基础。针对两种特定型号的SCR立管,推导并求解不同约束条件下的共振系统的固有频率与振型函数,分析管道长度、管道壁厚、偏心块和配重块质量对共振系统固有频率的影响;在此基础上开展不同特定工况下的全尺寸共振弯曲疲劳试验,同时对SCR立管在全尺寸共振弯曲疲劳试验系统中不同跨距及内压的振动响应特性进行了模拟。结合理论分析、有限元计算和共振弯曲疲劳试验结果,发现管道长度和两端的配重约束是影响共振系统1阶固有频率的重要参数,特别是在管道长度较短和壁厚较薄的情况下,影响更为显著。此外,注水加压和跨距增加会降低共振系统的固有频率,支撑跨距越短,系统的固有频率越大。分析所得结果为SCR立管的共振弯曲疲劳试验系统结构设计和试验方案优化提供了重要的参考依据。 展开更多
关键词 钢悬链线立管(scr) 共振弯曲 疲劳试验 固有频率 全尺寸 模态特性
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深水开发的新型立管系统——钢悬链线立管(SCR) 被引量：62
4
作者 黄维平 李华军 《中国海洋大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2006年第5期775-780,686,共7页
1种全新的深水立管系统——钢悬链线立管（Steel Catenary Riser，SCR）在翠西哥湾（Golf of Mexico）、坎普斯湾（Campos Basin）、北海（North Sea）和西非（West Africa）得到了成功应用。它的适用水深为300～3000m，且适用现有任何... 1种全新的深水立管系统——钢悬链线立管（Steel Catenary Riser，SCR）在翠西哥湾（Golf of Mexico）、坎普斯湾（Campos Basin）、北海（North Sea）和西非（West Africa）得到了成功应用。它的适用水深为300～3000m，且适用现有任何浮式结构，从浅水的固定式平台到极深水的浮式生产储运系统（FPSO）。因此，它取代了传统的柔性立管和顶张力立管，成为深水油气开发的首选立管，被认为是深水立管系统的成本有效的解决方案。 展开更多
关键词 钢悬链线立管 深水立管 海底管线 深水开发
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基于共旋坐标法的钢悬链线立管管土作用数值分析
5
作者 王树江 顾继俊 +4 位作者 黄俊 高磊 贾纪川 黄晨 陈磊磊 《中国海上油气》 CAS CSCD 北大核心 2024年第1期163-175,共13页
为分析钢悬链立管(SCR)在顶部浮体小范围垂降、侧向漂移运动下的立管触地段垂向、侧向管土作用,将立管初始贯入海床及侧向移动过程作为准静态问题,在共旋坐标框架内建立三维有限梁单元模型,并耦合p-y加载曲线模拟立管初始贯入海床过程,... 为分析钢悬链立管(SCR)在顶部浮体小范围垂降、侧向漂移运动下的立管触地段垂向、侧向管土作用,将立管初始贯入海床及侧向移动过程作为准静态问题,在共旋坐标框架内建立三维有限梁单元模型,并耦合p-y加载曲线模拟立管初始贯入海床过程,并对比了线性、双线性及非线性管土模型在计算管土响应上的差异,分析了立管顶部水平牵引载荷、海流作用及土体抗剪强度对立管触地段垂向管土作用的影响,进一步研究了浮体小范围漂移工况下的侧向牵引力、土体特性参数对立管触地段侧向、垂向组合的管土作用影响。结果表明:在共旋坐标框架下,非线性管土模型对立管贯入海床的响应模拟更准确;顶部水平牵引力及海流流速增大,均会导致立管贯入海床深度及垂向土阻力减小;土体抗剪强度增大导致立管贯入深度减小但垂向及侧向土阻力增大;顶部浮体侧向牵引力增大致使立管触地段的侧向位移及土阻力增大,但垂向土阻力减小;侧向摩擦系数的增大可显著提高立管触地段的侧向稳定性。本文所述共旋坐标法利用刚体与变形解耦的特性高效求解了立管全局运动及触地段的管土作用,为立管与海床作用研究提供了参考。 展开更多
关键词 钢悬链立管 共旋坐标法 管土作用 贯入深度 土阻力 牵引力 土体参数
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深海钢悬链线立管(SCR)安装强度分析 被引量：11
6
作者 康庄 康有为 梁文洲 《船海工程》 2012年第1期92-95,共4页
在研究深水钢悬链立管(SCR)安装方法基础上,结合实际工程安装经验,提出了深水SCR在J-lay这种铺管方式下的安装方案,应用专业立管安装分析软件Orcaflex对各个安装过程进行实例分析,对安装过程中立管的安装强度进行校核。
关键词 钢悬链立管(scr) J形铺管 安装强度分析
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基于OrcaFlex的钢悬链立管疲劳损伤预报 被引量：2
7
作者 侯静 康庄 井学斌 《海洋工程》 CSCD 北大核心 2024年第3期1-10,共10页
涡激振动是钢悬链立管疲劳损伤的重要诱导因素之一,因此涡激振动分析在钢悬链立管设计中占据重要地位。OrcaFlex在海洋工程领域功能强大、应用广泛,能够提供两种涡激振动疲劳损伤预报方法,分别是基于模态叠加法的频域预报方法和基于Iwan... 涡激振动是钢悬链立管疲劳损伤的重要诱导因素之一,因此涡激振动分析在钢悬链立管设计中占据重要地位。OrcaFlex在海洋工程领域功能强大、应用广泛,能够提供两种涡激振动疲劳损伤预报方法,分别是基于模态叠加法的频域预报方法和基于Iwan-Blevins尾流振子模型的时域预报方法。OrcaFlex的涡激振动时域预报模型只考虑了横流向涡激振动造成的疲劳损伤,基于OrcaFlex的时域预报方法开发了双自由度涡激振动尾流振子模型的接口,考虑了浮式平台运动对钢悬链立管的涡激振动激励作用,实现了钢悬链立管双自由度涡激振动疲劳损伤预报。 展开更多
关键词 钢悬链立管 疲劳损伤 时域预报 涡激振动 OrcaFlex 尾流振子模型
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钢悬链线立管触地点区域管土相互作用的有限元分析 被引量：6
8
作者 王小东 郭海燕 +1 位作者 高秦岭 孟丹 《中国海洋大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2010年第S1期197-200,212,共5页
由于钢悬链线立管具有非线性特性,而海床土体又是软黏土,因此钢悬链线立管触地区域的管土的相互作用十分复杂。根据国外相关试验数据,采用ANSYS中的非线性弹簧单元模拟海床土体,考虑海床土体刚度退化和土吸力对管道的作用,建立海底管道... 由于钢悬链线立管具有非线性特性,而海床土体又是软黏土,因此钢悬链线立管触地区域的管土的相互作用十分复杂。根据国外相关试验数据,采用ANSYS中的非线性弹簧单元模拟海床土体,考虑海床土体刚度退化和土吸力对管道的作用,建立海底管道拟静力有限元计算模型,计算分析管道与海床土体的相互作用,并探讨管道触地点区域关键点在顶端升沉运动下弯矩的变化规律,为进一步研究SCR与海床的动力相互作用提供参考。 展开更多
关键词 钢悬链线立管(scr) 土体吸力 ANSYS有限元分析
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深水钢悬链线立管三维动力分析 被引量：14
9
作者 何宁 王波 +2 位作者 王辉 梁辉 张昭 《中国海上油气》 CAS 北大核心 2010年第2期129-133,共5页
基于钢悬链线立管系统动力学方程,建立了深水钢悬链线立管三维有限元分析模型,对深水钢悬链线立管系统在波浪、海流和浮体运动等载荷单独作用和共同作用下的响应特征进行了分析。在多项载荷作用下,钢悬链线立管表现出明显的平面外响应,... 基于钢悬链线立管系统动力学方程,建立了深水钢悬链线立管三维有限元分析模型,对深水钢悬链线立管系统在波浪、海流和浮体运动等载荷单独作用和共同作用下的响应特征进行了分析。在多项载荷作用下,钢悬链线立管表现出明显的平面外响应,并且响应具有非线性特征,立管上部悬挂点和底部着地点附近M ises应力较高,是立管的危险段。 展开更多
关键词 深水 钢悬链线立管 三维模型 动力分析
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国外深水钢悬链线立管研究发展现状 被引量：27
10
作者 黄维平 白兴兰 李华军 《中国海洋大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2009年第2期290-294,共5页
介绍国外在新型深水立管系统——钢悬链线立管关键技术方面的研究发展现状,论述浮体一、二阶运动对钢悬链线立管疲劳寿命的影响、浮体升沉运动对钢悬链线立管触地点疲劳寿命的影响;钢悬链线立管与海底相互作用机制的实验研究及结果;钢... 介绍国外在新型深水立管系统——钢悬链线立管关键技术方面的研究发展现状,论述浮体一、二阶运动对钢悬链线立管疲劳寿命的影响、浮体升沉运动对钢悬链线立管触地点疲劳寿命的影响;钢悬链线立管与海底相互作用机制的实验研究及结果;钢悬链线立管涡致振动与疲劳的研究现状。并简要论述钢悬链线立管触地点问题的研究结论。 展开更多
关键词 钢悬链线立管 深水立管 海洋油气开发 深水开发
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钢悬链线立管与海床土体接触问题的ANSYS有限元分析 被引量：12
11
作者 郭海燕 高秦岭 王小东 《中国海洋大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2009年第3期521-525,共5页
钢悬链线立管(SCR)与海床土体的接触问题对立管的疲劳寿命影响很大。运用ANSYS有限元软件中的接触单元模拟SCR与海床接触处的相互作用,考虑海床土体的非线性,建立SCR与海床系统有限元模型,并同已有的等价梁-弹簧模型进行了比较和验证。... 钢悬链线立管(SCR)与海床土体的接触问题对立管的疲劳寿命影响很大。运用ANSYS有限元软件中的接触单元模拟SCR与海床接触处的相互作用,考虑海床土体的非线性,建立SCR与海床系统有限元模型,并同已有的等价梁-弹簧模型进行了比较和验证。运用该模型进行计算分析,探讨了管道重量、土体模型和摩擦系数等对管道入土深度和弯矩的影响,为进一步研究SCR与海床的相互作用提供参考。 展开更多
关键词 钢悬链线立管scr 接触单元 等价梁-弹簧模型 ANSYS
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基于海床吸力和刚度衰减模型的深海钢悬链线立管动力响应分析 被引量：14
12
作者 王坤鹏 薛鸿祥 唐文勇 《上海交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第4期585-589,596,共6页
运用ABAQUS创建触地单元,将立管-海床作用的模拟简化为3种模型:线性刚度、线性截断、线性截断并考虑海床吸力和刚度衰减.将浮体垂向运动作为立管顶端边界输入,并对3种简化模型进行了计算比较.结果表明:考虑立管-海床分离以及吸力效应对... 运用ABAQUS创建触地单元,将立管-海床作用的模拟简化为3种模型:线性刚度、线性截断、线性截断并考虑海床吸力和刚度衰减.将浮体垂向运动作为立管顶端边界输入,并对3种简化模型进行了计算比较.结果表明:考虑立管-海床分离以及吸力效应对计算结果的影响很大;考虑吸力效应时,在立管和海床分离的阶段会有较多的疲劳应力循环.第③类触地单元较好地反映了吸力的产生和释放过程,其包含的海床刚度衰减模型也给出了令人满意的结果. 展开更多
关键词 钢悬链线立管 立管-海床作用 触地单元 海床吸力 刚度衰减
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剪切流下钢悬链线立管涡激振动响应研究 被引量：6
13
作者 饶志标 杨建民 +1 位作者 付世晓 李润培 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2010年第10期4-8,98,共6页
给出线性轴向张力下顶端张紧式立管忽略弯曲刚度时的固有频率和模态振型解析解,与Shear7给出的结果进行比较。结果表明:在低于20阶模态数时,两种方法得到的固有频率能很好地符合;在高于20阶模态数时,随模态数的增加,两种方法得到的固有... 给出线性轴向张力下顶端张紧式立管忽略弯曲刚度时的固有频率和模态振型解析解,与Shear7给出的结果进行比较。结果表明:在低于20阶模态数时,两种方法得到的固有频率能很好地符合;在高于20阶模态数时,随模态数的增加,两种方法得到的固有频率结果差距也逐渐变大,因此弯曲刚度不能忽略。由悬链线方程将钢悬链线立管等效为顶端张紧立管,通过研究顶端张紧式立管的涡激振动响应来研究钢悬链线立管的涡激振动响应。研究发现钢悬链线立管的静态位移与转化之后的等效立管均方根位移组成了类似于锯条的形状。 展开更多
关键词 涡激振动 钢悬链线立管 响应预测 线性轴向力
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考虑内流作用的钢悬链线立管动力特性分析 被引量：4
14
作者 刘震 张永波 +1 位作者 牛建杰 郭海燕 《中国海洋大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2018年第7期130-135,共6页
考虑内流的作用,研究钢悬链线立管动力特性。采用细长柔性杆模型,建立内流作用下钢悬链线立管运动方程,运用有限元法进行离散,通过求解动力特性方程得到立管的固有频率和模态,基于Matlab平台编写相应计算程序,探讨内流流速、顶张力和顶... 考虑内流的作用,研究钢悬链线立管动力特性。采用细长柔性杆模型,建立内流作用下钢悬链线立管运动方程,运用有限元法进行离散,通过求解动力特性方程得到立管的固有频率和模态,基于Matlab平台编写相应计算程序,探讨内流流速、顶张力和顶端压强对钢悬链线立管动力特性的影响。结果表明:随着内流流速的增加,立管的固有频率降低,高阶模态的反转点向立管底端移动;随着顶张力的增加,立管的固有频率增加,高阶模态的反转点向立管顶部移动;随着管内顶端压强的增加,立管的固有频率降低。 展开更多
关键词 钢悬链线立管 柔性杆模型 内部流体 固有频率 模态
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基于非线性海床刚度模型的钢悬链线立管动力响应分析 被引量：3
15
作者 白兴兰 黄维平 +1 位作者 谢永和 赵春慧 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2015年第21期82-88,共7页
基于P-y曲线模拟钢悬链线立管(SCR)-海床相互作用的力学行为,运用弹性地基梁模拟SCR流线段,研究海床刚度模型对SCR动力响应的影响。立管与海床的相互作用取决于土刚度、立管特性和沟槽的发展等诸多因素。现在的方法大多是将海床模拟为... 基于P-y曲线模拟钢悬链线立管(SCR)-海床相互作用的力学行为,运用弹性地基梁模拟SCR流线段,研究海床刚度模型对SCR动力响应的影响。立管与海床的相互作用取决于土刚度、立管特性和沟槽的发展等诸多因素。现在的方法大多是将海床模拟为线性或非线性弹簧系统,而没有考虑土的塑性变形和吸力效应。运用P-y曲线模拟管-土相互作用过程,内容包括:①在浮体升沉运动和波浪载荷作用下,得到了管-土作用的荷载位移曲线、贯入深度和海床分布力的变化情况;②分析立管触地点的位移、弯矩、应力等动力响应特征,与线弹性海床模型进行了比较。研究表明,非线性海床土刚度模型较为准确地模拟了土的塑性变形和约束力对立管触地区动力响应的影响,弹性地基梁单元较好地模拟了立管的流线段,荷载位移曲线也体现了土吸力的产生和释放过程。 展开更多
关键词 钢悬链线立管 立管-海床相互作用 非线性 弹性地基梁单元 海床吸力
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深水钢悬链线立管安装分析研究 被引量：7
16
作者 于卫红 黄维平 +1 位作者 曹静 张恩勇 《海洋工程》 CSCD 北大核心 2012年第1期46-52,共7页
钢悬链线立管(SCR)在安装过程中,通常会表现出复杂的动态特性,加强其安装技术及分析方法的研究具有重要意义。基于SCR-Spar生产系统,对深水SCR的安装方法进行研究,给出SCR典型安装步骤和各步骤中的关键问题。采用有限元软件OrcaFlex对... 钢悬链线立管(SCR)在安装过程中,通常会表现出复杂的动态特性,加强其安装技术及分析方法的研究具有重要意义。基于SCR-Spar生产系统,对深水SCR的安装方法进行研究,给出SCR典型安装步骤和各步骤中的关键问题。采用有限元软件OrcaFlex对海底提升和穿越拖拉安装进行了分析。基于整体时域分析,给出SCR安装操作方案和模拟分析方法,分析了控制安装操作的关键参数及其对SCR安装的影响。研究结果表明,SCR提升操作宜在空管状态下进行,初始提升速度和提升结束时吊头最终位置是控制管线应力/应变水平的主要因素。对于穿越拖拉操作,减小吊头与Spar的初始和最终间距,适当减小穿越拖拉缆长度对控制应力/应变水平是有利的,收/放缆速度对安装影响较小。 展开更多
关键词 钢悬链线立管 深水立管安装 海底提升 穿越拖拉 OrcaFlex
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深水钢悬链线立管顺流向非线性动力分析 被引量：5
17
作者 孟丹 郭海燕 《船舶力学》 EI 北大核心 2012年第1期127-135,共9页
深水钢悬链线立管在外部流体作用下的动力响应在立管的性能优化设计中是非常重要的。文章考虑了深水钢悬链线立管轴向大应变的特性以及弯曲刚度和内流的影响,利用Hamilton原理和拉格朗日应变理论建立了立管的二维动力学模型。将外部流... 深水钢悬链线立管在外部流体作用下的动力响应在立管的性能优化设计中是非常重要的。文章考虑了深水钢悬链线立管轴向大应变的特性以及弯曲刚度和内流的影响,利用Hamilton原理和拉格朗日应变理论建立了立管的二维动力学模型。将外部流体的非线性作用力用Morison方程表示,通过Hermite插值函数对动力学方程进行离散,采用平均加速度法求解立管的动力响应。探讨了外部流体的非线性作用力对海洋立管顺流向动力响应的影响以及不同流速和拖曳力系数与海洋立管共振响应幅值的关系。 展开更多
关键词 深水钢悬链线立管 动力响应 共振响应 大应变 内流
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钢悬链式立管与非线性海床土相互作用分析方法研究 被引量：6
18
作者 梁宁 黄维平 杨超凡 《海洋工程》 CSCD 北大核心 2016年第1期40-49,共10页
对基于大挠度柔性梁理论的立管动力分析程序CABLE 3D改编,将原程序中立管受到线性海床的弹性支撑力扩充为立管受到的海床垂向力充分考虑管土非线性相互作用,使新程序中立管与海床土的相互作用遵循p-y曲线。采用伽辽金方法在空间内离散... 对基于大挠度柔性梁理论的立管动力分析程序CABLE 3D改编,将原程序中立管受到线性海床的弹性支撑力扩充为立管受到的海床垂向力充分考虑管土非线性相互作用,使新程序中立管与海床土的相互作用遵循p-y曲线。采用伽辽金方法在空间内离散立管的动态方程,最终采用Newmark-β法进行时域内迭代求解。利用改编后的新程序分别研究了立管与线性海床土和非线性海床土相互作用的对比以及不同垂荡幅值情况下立管的动态响应。研究表明,非线性海床土能够更加准确地模拟真实的管土相互作用,触地点区域的节点会经历不同的管土相互作用过程。 展开更多
关键词 管土相互作用 钢悬链式立管 非线性海床土 动态响应
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管土作用下的钢悬链线立管动力响应及其疲劳分析 被引量：5
19
作者 李敢 陈谦 黄小平 《舰船科学技术》 北大核心 2016年第7期103-107,132,共6页
钢悬链线立管的疲劳分析得到越来越多的重视,尤其是其与海床土体相互作用引起的疲劳。本文根据Aubeny提出的管土作用模型以及Bridge提出的土体吸力模型,采用有限元方法,在考虑其与海床土体相互作用的基础上,分析了钢悬链线立管在不同载... 钢悬链线立管的疲劳分析得到越来越多的重视,尤其是其与海床土体相互作用引起的疲劳。本文根据Aubeny提出的管土作用模型以及Bridge提出的土体吸力模型,采用有限元方法,在考虑其与海床土体相互作用的基础上,分析了钢悬链线立管在不同载况作用下的动力响应及疲劳损伤。分析发现,钢悬链线立管上触地点和悬挂点处的疲劳损伤更为显著;洋流载荷对立管疲劳损伤的影响随着水深的增加而减弱;土体吸力的存在,会增大触地段尤其是触地点附近的疲劳损伤;立管触地点附近的疲劳损伤与土体刚度呈正相关。 展开更多
关键词 钢悬链线立管 管土作用 动力响应 疲劳损伤
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钢悬链线立管初始位形及内力分析 被引量：3
20
作者 李效民 马芳俊 郭海燕 《中国海洋大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2018年第10期116-122,共7页
基于向量式有限元法对钢悬链线立管初始几何位形及内力进行了建模和求解。向量式有限元是以向量式力学与数值计算为基础的一种结构行为分析的创新性方法。本文提出了一种初始位形建模新方案,将立管离散成一系列质点的集合,质点间用只承... 基于向量式有限元法对钢悬链线立管初始几何位形及内力进行了建模和求解。向量式有限元是以向量式力学与数值计算为基础的一种结构行为分析的创新性方法。本文提出了一种初始位形建模新方案,将立管离散成一系列质点的集合,质点间用只承受内力而无质量的弯曲杆件元连接,采用牛顿第二定律来表达质点的运动行为,并用中央差分的显式积分法求解质点各时刻的控制方程,编制相应Matlab求解程序。与他人研究对比分析了三种立管形式,结果表明基于向量式有限元的位形求解方案是可行和正确的,分析了该方法所具备的优势,为悬链线立管初始位形和内力计算提供了一种高效的数学模型及可靠稳定的数值模拟方法。 展开更多
关键词 向量式有限元 简单钢悬链线立管 缓波形钢悬链线立管 几何位形
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