深水J-Lay大直径薄壁管道的理论分析及数值模拟

发布时间：2018-04-28 05:30

  本文选题：薄壁管道 + 非线性　； 参考：《华南理工大学学报(自然科学版)》2017年08期

【摘要】：建立了考虑Brazier效应的管道非线性微分方程,利用奇异摄动理论得到了J-Lay管道形态的解析解,应用迭代法求出管道的弯矩、轴力等关键参数,同时采用有限元法对管道理论解的正确性进行了验证,研究了张紧力、水深以及水流力对J-Lay管道形态和弯矩的影响.理论结果表明:J-Lay管道铺设过程中,其弯矩的峰值总是出现在触底点(TDP)附近的管段,在一定的范围内增加张紧力,管道的形态越平缓、弯矩峰值越小,对铺管越有利;其他参数不变、增加水深时,管道弯矩峰值并不是单调地增加;水流力与铺管方向相反时会增加管道的弯矩峰值,对铺管不利.
[Abstract]:The nonlinear differential equation of pipeline considering Brazier effect is established. The analytic solution of J-Lay pipeline configuration is obtained by using singular perturbation theory. The key parameters such as bending moment, axial force and so on are obtained by iterative method. At the same time, the correctness of the theoretical solution of the pipeline is verified by the finite element method, and the influence of the tension force, the water depth and the flow force on the shape and bending moment of the J-Lay pipeline is studied. The theoretical results show that the peak value of bending moment always appears in the pipe section near the bottom contact point TDPduring the laying process of the 1: J-Lay pipeline. The more tensioning force is increased in a certain range, the more gentle the pipeline is, the smaller the peak value of bending moment is, and the more favorable for laying the pipe is. When other parameters are constant, the peak value of pipe bending moment does not increase monotonously when the water depth increases, but when the flow force is opposite to the direction of pipe laying, it will increase the peak value of pipe bending moment, which is unfavorable to pipe laying.
【作者单位】： 华南理工大学土木与交通学院;广州打捞局;
【基金】：国家自然科学基金资助项目(11472108)~~
【分类号】：O175;O35

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本文编号：1813970