考虑应变强化效应海底管道极限承载力研究

文章基于线性强化材料模型,推导了轴向拉力作用下海底管道极限弯矩承载力解析解,给出了海底管道在轴向拉力与弯矩载荷同时作用下的极限承载力的近似解,编制了海底管道极限承载力计算程序BCP。通过与实验结果的比对,验证了解析方法的正确性。结论表明考虑应变强化效应的海底管道极限承载力结算结果更为合理,该文可为海底管道的结构强度设计和安全性评价提供一定的参考依据。     

某油田海底管道抗电磁干扰腐蚀研究

高压交直流输电工程对周边油气管道的杂散电流干扰问题是近年来国内外关注热点,大量现场案例和研究显示,交流电力电缆会对周边埋地油气管道产生电磁干扰,产生电化学腐蚀.同样,海底管道在一些特定的环境下,也会受到电磁干扰的影响,增加腐蚀风险.文章以渤海油田一条油气混输海底管道为研究对象,在穿越航道区域与海底电缆交叉并近距离并行布...     

台风对春晓气田群海底管道安全的影响研究

基于连续4年的春晓气田群海底管道检测数据,结合该区域水文、气象、泥沙、地形、底质等环境资料的分析研究认为,2007年夏季韦帕、罗莎等台风所引起的强烈水动力扰动,对管道KP287.666～KP301.906所在区域的冲淤稳定产生了较为明显的影响。台风将高能传递给水体,增强了海流、波浪等水动力要素,两者的联合效应使得水体底部剪切应力剧增,使水体挟沙能力加强,对海底造成区域性冲刷,导致管道裸露、悬空,严重影响其安全。     

施工船舶抛锚作业对海底管道的影响研究

抛锚作业可能会撞击海底管道,这是一种偶然发生的事件,海底管线因碰撞而发生损坏是其面临的主要安全威胁。但是这对于该管道的安全运行造成了一定的破坏与影响。文章中分析了抛锚作业撞击海底管道后所采取的相关措施,以及抛锚作业撞击海底管道的机率,为进一步探讨提高探究海底管道在偶然发生时所带来的影响。     

南海冬季海底管道铺设施工要点

以惠州油田海域百米水深的海底管道铺设为例,分析南海冬季海况对海底管道铺设的影响,并针对3个具体过程提出新的海底管道施工设计方案。在设计前期,通过对统计数据进行比较确认动力定位作业船能有效提升作业的应急反应能力;在设计中期,必须对海底管道铺设过程进行动态分析和疲劳分析,以保证施工质量满足要求,并量化应急预案;在设计后期,为克服现场恶劣的海况,提出一种安全高效的起始锚铺设方案。实际应用证明所提方案的有效性,为今后南海其他类似铺管项目的开展提供参考。     

海流作用下海底管道侧向失稳特征的试验研究

对海流载荷下管道在砂质海床上侧向失稳的物理过程进行了试验模拟,分析了管道侧向失稳的典型特征.水动力试验发现,管道侧向失稳经历了三个特征时间:①砂粒起动,②管道轻微侧向位移,⑦管道侧向失稳.利用机械加载装置分别研究了两端自由和防滚两种端部约束条件下管道在侧向失稳过程中的侧向土阻力及管道沉降特征.实验发现,随着管道水平位移的增加,侧向土阻力逐渐增加并最终达到极限值;而端部约束条件对极限侧向土阻力及其与管道沉降量之间的关系影响较大.两种模型试验结果具有较好的对比性,海流引起的局部冲刷可降低管道侧向稳定性.     

基于ANSYS的深水海底管道铺设受力分析

采用ANSYS11.0研究深水海底管道铺设过程中管道变形及受力。针对海底管道铺设边界的特殊性,提出了边界处理的新方法。根据管道在触地点处所受海底反力为零的假设,利用ANSYS参数化设计语言(APDL)编程迭代,寻找出管道触地点;根据给定的托管架形式,迭代求出管道与托管架的分离点。利用pipe59单元模拟管道的大位移非线性变形,分析了张紧力、水平力、悬跨段弯矩、悬跨段长度及管道与托管架的分离角之间的关系,据此工程人员可以根据所要控制的悬跨段弯矩计算所需的张紧力和入水角。最后通过与OFFPIPE专用软件所得结果进行比较,说明方法的可行性与准确性。     

海底管道S型铺设偶然工况分析与对策

海底管道铺设过程的偶然工况分析是海底管道安装设计的重要内容,通过偶然工况分析可以充分识别铺管过程的潜在风险,为制定应急方案提供支持。采用OFFPIPE软件建立海底管道铺设模型,对陆丰7-2海底管道正常铺设和偶然工况进行了分析,结果表明蓝疆号铺管船具备铺设该海底管道的能力,并根据分析结果明确了偶然工况应急措施,为安全可靠地铺设海底管道提供了技术支持。     

基于有限元法的海底管道埋深计算

基于有限元分析程序ANSYS/LS-DYNA分析应急抛锚贯入海床的动态响应过程,并分析不同锚重、水深、抛锚高度、海底底质等因素对锚在海床中贯入量的影响,最终确定锚机影响作用下管道的最佳安全埋深。     

海底管道挖沟技术的改进

在浅海海底管道铺设施工中,海底管道线路周围复杂的地质情况,一直是困扰海底管道施工的一个难题。通过多年来在实际海底管道施工中的不断摸索、总结复杂地质条件下的挖沟及挖沟成型技术,形成了一些合理的改进方案。     

S型铺管中上弯段管道受力研究

在使用S型铺管法铺设海底管道过程中,位于托管架上的管道(简称为上弯段)因受到较大的张力、弯矩及托管架的支撑反力作用,容易发生局部屈曲破坏。文中将托管架简化为连续型和滚轮支撑型两种,对连续型托管架上的管道进行了理论研究,并利用非线性有限元方法模拟了滚轮支撑作用下海底管道的受力状态。然后以12英寸管道为例,将两种托管架上的管道应变分布进行了对比。结果表明在连续型托管架上管道应变是一条直线;而滚轮支撑托管架上应变为波浪线,在滚轮作用处较大,滚轮之间较小。而且,应变随着张力的增大而增大,随托管架半径的增大而减小。     

海底子母管线在规则波作用下的数值研究

采用三步有限元法离散N-S方程,建立了数值波浪水槽模型。数值研究了规则波作用下海底子母管结构的水动力特性。对海底子母管线所受波浪力的数值结果与物模实验结果进行比较。基于该数值模型,还考察了不同的子母管间相对缝隙G/D(0.1,0.25,0.5,0.75)对海底子母管线水动力特性的影响。分析得到了不同G/D下海底子母管线的涡脱落特性以及管线水动力系数随G/D的变化规律。结果表明,数值结果和实验结果吻合较好,该数值波浪水槽模型可用来计算波浪作用在海底子母管线上的水动力。关于不同G/D,得到了2种不同的涡脱落模式,在G/D较小(0.1,0.25)时,为"反相同步脱落"模式,在G/D较大(0.5,0.75)时,为"同相同步脱落"模式。     

册镇海底管线沿线海床冲刷原因及冲刷趋势研究

海床冲刷可能导致海底输油管线裸露悬空,影响其运营安全。文章针对册镇海底输油管线沿线海床的冲刷现象,利用杭州湾大范围海域潮流数学模型和海床冲淤计算方法,分析了造成海床冲刷的原因,预测了冲刷的发展趋势。研究结果表明:册镇海底输油管线沿线海床冲刷主要与新泓口围垦的局部挑流及金塘大桥的阻水作用有关。随着规划围垦工程的实施,沿线部分海床还将进一步冲刷。     

自动力潜艇热尾流水面热特性的实验研究

本文研究了实验水槽中自动力潜艇热尾流水面热特性,消除了除潜艇自身特征外其他拖动组件对热尾流扩散的影响,更加准确地再现了热尾流的扩散过程.通过热尾流温度分布预测了潜艇热尾流由热流区和冷热流混合区2个区组成,解释了2个区形成的过程,而热流区几乎全部由热流团组成,而且温度相对更高.红外热像仪拍摄的潜艇热尾流水面温度场分布图再次验证了热尾流水面热特性预测的正确性.本文对红外遥感探潜具有一定的参考价值.     

潜艇的三维厚边界层研究

建立了三维湍流边界层及尾流的动量积分方程,通过算例将计算结果与Gadd的结果进行比较和分析,验证了该方法的可靠性.在潜艇的粘性边界层计算过程中,应用了在势流理论基础上建立起来的艇体表面流线坐标系,对潜艇周围的三维厚边界层进行研究,得到了潜艇边界层及尾流的特征参数,给出了附体(围壳和尾翼)对特征参数的影响.在考虑排挤影响后,艇体采用等价源方法而尾流采用等价假想体法,通过势流计算得到潜艇表面的压力分布.     

基于多项式逼近的管道悬跨响应谱研究

该文详细介绍了采用线性化法和多项式逼近法求解非线性波浪力谱密度的过程。在此基础上推导出波流联合作用和忽略海流影响作用这两种条件下,管道悬跨结构的流向及垂向响应谱密度。最后,文中以某一海底管线为例,对比采用这两种方法得到的结果。     

潜艇水下碰撞特性数值研究

  目的  为更好地模拟和分析潜艇舷间多层阵列结构碰撞后的变形损伤特征及能量耗散特点,  方法  选取双壳体潜艇舯部具有代表性的主压载水舱舱段作为研究对象,利用非线性有限元软件ABAQUS,分别对双壳体舷间加装多层阵列结构前后的舱段,从结构变形损伤模式、结构动态响应特性及各构件吸能分布特性等方面开展对比分析。  结果  结果表明,舷间加装多层阵列结构后,耐压壳体受到冲击作用而发生塑性变形吸收的能量相对于防护前减少了75%。  结论  舷间多层阵列结构具有良好的防护特性,可以有效提高舱段结构的耐撞性,使其在遭受碰撞冲击载荷后将耐压壳体的损伤控制在合理范围之内。     

规则波作用下有顶板开孔沉箱垂直波浪力试验研究

通过二维规则波波压力试验,在规则波作用下无顶板开孔沉箱波浪力研究的基础上,对规则波作用下有顶板开孔沉箱所受到的垂直波浪力进行了系统的研究。提出了有顶板开孔沉箱所受垂直波浪力的计算方法,为开孔沉箱的实际工程应用提供了有价值的结果。     

近水面潜艇波浪力计算研究评述

对潜艇波浪力计算的研究现状进行了小结。分析了近水面潜艇波浪力计算的几种有代表性的研究方法,如切片法、STF理论、源汇分布法、面元法、Frank源分布紧密拟合法及其组合方法等的具体应用。讨论了目前潜艇波浪力研究中存在的一些问题,尤其是二阶波浪力的非线性特性、潜艇运动扰动及其相互耦合的影响还不清楚,已建立的理论和方法尚不能满足工程实际的需要。最后提出了近水面航行潜艇所受波浪力计算中有待深入研究的重点问题。     

基于STAR-CCM+的潜艇无动力低速下潜受力仿真

本文以SUBOFF AFF-8全附体潜艇模型为研究对象,对微型潜艇在执行特种任务时以3种速度、8种纵倾角姿态的组合做下潜运动的受力进行仿真。通过改变不同来流速度以模拟潜艇在不同速度下的稳态下潜,得到潜艇8种姿态下以不同速度的阻力和纵倾力矩,从而给潜艇下潜时调节首、尾压载保持受力平衡提供依据;同时进行潜艇在水下直航状态的垂向力系数和纵倾力矩系数仿真验证,结果与试验值对比误差较小。