一、海底管道悬跨长度的计算（论文文献综述）
付崔伟,张浩,郭兴森,谷忠德,年廷凯[1]（2021）在《海底滑坡冲击下悬跨管道动态响应及安全性评估》文中提出作为一种常见的海洋地质灾害,海底滑坡会对油气管道的安全造成巨大威胁。由于海洋底流的冲刷作用,海底管道往往会悬跨于海床之上,稳定性较差。当悬跨管道遭受到海底滑坡的冲击作用后,其动态响应预测及安全性评估尤为重要。本文建立了海底滑坡-管道相互作用的有限元模型,将油气管道分为悬跨段和埋地段,考虑了悬跨长度和高度变化条件下,油气管道遭受海底滑坡冲击作用时的动态响应。数值计算结果表明,管道悬跨长度和高度对其塑性变形影响显着,海底滑坡引起的管道应变会随着悬跨长度和高度的增加而增大。最后,提出了综合考虑悬跨长度和高度影响下海底管道安全性评估方法,该成果可直接用于海底滑坡作用下油气管道安全性的动态评估。
韩鹏,高军宝,汪方,苏展,杨泽亮,黄水祥,景苏明[2]（2021）在《沙波沙脊段海底管道不平整度分析及悬跨治理方法研究》文中指出海底管道不平整度分析是根据海底管道自由悬跨分析结果,研究海底管道铺设在不平整的海床后形成的自由悬跨,并对自由悬跨长度、悬跨高度及自由悬跨产生的应力进行校核,判断其是否满足规范要求。针对沙波沙脊段海底管道安装方法开展研究,提出了海底管道最大允许悬跨分析与不平整度分析方法,并结合工程实例,对穿越沙波沙脊段的海底管道开展了不平整度分析,根据分析结果提出了海床预处理方法。研究成果对今后类似海底管道开展不平整度分析具有参考意义。
单潜瑜,白兴兰[3]（2020）在《海底管道悬空治理数值模拟》文中进行了进一步梳理依据DNV-RP-F105规范,运用有限元软件ABAQUS构建了舟山海域某悬跨输气管道许可长度的计算模型。从动力角度研究了边界条件和轴向力对悬跨段的影响,并计算了不同工况下的许可长度,发现结果与规范方法、避免涡激共振方法相符。同时针对确定的悬跨管道进行数值模拟分析,对悬跨管道改变支撑尺寸、包裹长度等参数进行敏感性分析,根据位移响应时程曲线来确定更优的参数。最后,综合治理效果与成本控制,将优化的钢架支撑和沙袋覆盖治理方案进行对比分析。
高莫狄[4]（2020）在《海底管道整体屈曲和结构振动解析计算方法》文中提出石油资源的开发为社会带来了空前的繁荣,随着陆地石油资源逐渐枯竭,人们把视角投向海洋,随着科技的发展与社会的进步,海洋石油勘探区域不断扩大,形成了向深海发展的趋势。但是海洋环境复杂的多变,为海底管道的安全运行带来了巨大影响,比如高温高压导致的整体屈曲,输流管道在运行过程中的振动问题,悬跨管道在海洋环境外部流体作用下的响应等。这些问题或为线性或为非线性,严重威胁了海底管道的安全运行。本文将通过解析或近似解析的方法对海底管道整体屈曲问题、输流管道振动问题和悬跨管道振动问题进行求解,分析各敏感参数对海底管道的影响。本文通过解析法对海底管道整体屈曲问题进行了研究。在地基性质为线弹性时,基于温克尔假设,考虑管道自重和上覆土重,通过微元法严格推导出微分方程,充分考虑土壤刚度系数与轴向力的关系,考虑三种情况给出了线弹性海床海底管道隆起屈曲的解析解。随后考虑带有初始缺陷的海底管道,同样地分三种情况给出了含初始缺陷线弹性海底管道隆起屈曲解析解。研究发现,轴向力对管道屈曲的影响十分剧烈,控制轴向力是控制管道整体屈曲的有效方法,同时,初始缺陷的存在使得管道更易发生整体屈曲,而屈曲之后的模态不如无初始缺陷管道模态剧烈,所以初始缺陷在一定程度上可缓解整体屈曲的危害。本文通过同伦分析法对输流管道自由振动进行了研究。研究表明,体积分数指数对输流管系统振动频率的影响较小,但随着体积分数指数的不断增加,输流管系统的振动频率逐渐减小。输流管的倾斜角度对临界流速影响不大,随着倾斜角度的不断变大,输流管的临界流速也不断增加,增加速度先变大后减小,在水平管道时的增加速度最大。在输流管长度较小时,倾斜角度对振动频率的影响微乎其微,倾角的变化对输流管振动频率影响不大,但随着输流管长度的不断增加,倾斜角度对输流管振动频率的影响越来越大,这说明输流管长度的增加可以增强倾斜角度对振动频率的影响。本文给出了临界流速和体积分数指数的关系图像,临界流速和管道倾斜角度的关系图像,根据图像便可直观判断出管道所处状态是否失稳。本文通过同伦分析法对悬跨管道受迫振动进行了研究。研究表明,悬跨长度越短,悬跨管道的振动频率越高,悬跨长度越长,悬跨管道的振动频率越低。土壤刚度对悬跨管道的振动频率和模态有着十分重要的影响,同时土壤刚度受到悬跨长度的影响,悬跨长度较小时,土壤刚度对悬跨管道振动频率的影响颇为显着,当悬跨长度超过40 m之后,两端简支与两端固支边界条件下,土壤刚度对悬跨管道振动频率的影响微乎其微。海流速度越大,悬跨管道的振动频率越小。弹性土壤条件下,海流速度变化在悬跨长度较小时对悬跨管道振动频率的影响不大,但是当悬跨长度较长的时候较为显着,需要充分考虑海流速度的影响。刚性土壤条件下,海流速度随着悬跨长度的增大逐渐减小,且两端简支边界条件下变化幅度要高于两端固支边界条件。
彭子腾[5]（2019）在《海底管道周围沙质海床三维局部冲刷数值模拟研究》文中认为海底管线所处的海洋环境一般十分恶劣,在波、流耦合作用下,管线底部泥沙极易发生侵蚀和输移,导致管线悬空,引起管线破坏。本文采用基于嵌入式迭代浸入边界法的高效能三维紊流计算程序Cg LES＿IBM,对近壁管道周围的三维流场进行直接数值模拟研究,并以此为基础对基于推移质泥沙运动的海底管道周围沙质海床三维局部冲刷开展了大涡模拟,研究了不同间隙比（0和0.2）和不同来流角度（0°、15°、30°和45°）条件下局部冲刷的发展过程,再现了跨肩处的三维螺旋流场结构,分析了悬跨发展速度、冲刷深度、冲刷坑形态等随初始间隙比和不同来流角度的变化。主要研究成果如下:1.在正交来流条件下,当管道放置于床面上时,管道悬跨的发展按照发展速度可以划分为三个阶段:快速冲刷阶段、缓慢冲刷阶段和冲刷稳定阶段。对应于管道悬跨发展的三个阶段,希尔兹数沿展向的分布曲线从“中间高、两端低”的形状逐渐过渡到“中间低、两端高”,并在冲刷稳定后,希尔兹数的分布在展向趋于均匀。而倾斜来流时,随着来流角度的增加,悬跨发展阶段趋于不明显,在15°时,仍可见快速发展阶段和缓慢发展阶段;2.正交来流时,跨肩处的螺旋来流是悬跨发展的主要原因。随着来流倾斜程度增加,来流的展向速度分量和跨肩处的螺旋来流共同导致悬跨的发展,且螺旋来流的影响逐渐减弱,展向速度分量的影响逐渐增强。其中,在30°和45°来流时,跨肩处的三维螺旋来流消失。3.在间隙比为0和0.2的工况中,管道下方的脱涡均会受到抑制,从管道上方脱落的旋涡会在下游床面处诱发逆向旋转的旋涡,该逆向旋涡对于冲刷坑的发展有抑制作用。
李杨[6]（2019）在《地震作用下海底管道动态响应及屈曲失效研究》文中认为本文以地震载荷作用下海底油气输送系统的失效作为研究方向,针对海底悬跨管道的地震响应及穿越断层管道的局部屈曲失效两个关键问题进行研究。通过数值仿真和试验验证相结合的方法,对水压及动力载荷联合作用下海底管道响应和屈曲失效机理进行研究。试验方面,依托全尺寸深水压力试验舱的侧向振动装置,对全尺寸管件进行了一系列侧向振动-水压联合加载试验。数值仿真方面,基于ABAQUS有限元软件,通过对其进行二次开发模拟外部流体对管道的惯性作用,建立了悬跨管道受侧向振动和水压联合作用的屈曲失效模型。试验结果和数值仿真模型基本吻合,二者在相同位置的加速度时程响应及管道的压溃压力具有很高的一致性,验证了数值仿真模型在动力分析方面的有效性及有限元二次开发的准确性。目前,海底悬跨管道受地震载荷及外部水压联合作用的研究成果较少。基于上述侧向振动-水压联合加载模型,本文进一步对管道在地震载荷及外水压联合作用下的动态响应情况进行数值仿真。模拟地震作用下管道的真实受力状态,并利用附加质量单元有效模拟动态分析中流体对管道的惯性作用。最后通过逐步增量时程分析方法,确定不同条件下地震载荷对悬跨管道响应的影响,得到悬跨结构抗震性能的变化规律。当地震导致断层发生永久变形后,穿越断层的海底埋地管道一般会发生较大的塑性变形。为确定变形后的管道能否正常工作,需根据实际工况对其进行应变预测。通过ABAQUS建立管道与走滑断层的三维实体仿真模型,得到管道局部屈曲破坏形式及应变分布情况。对包括土体属性在内的多项敏感性因素进行讨论,定性分析不同敏感性因素对海底管道强度的影响情况。在数值仿真得到的数据基础上,通过MATLAB软件利用基于遗传算法优化的BP神经网络,实现对管道强度的精确预测。
厉曈曈[7]（2019）在《内外流联合作用下海底悬跨管道动力学边值问题研究》文中研究指明世界海洋油气勘探与开发范围已由浅海扩展到深海、超深海,复杂的海洋环境给海底管道结构设计带来前所未有的巨大挑战。由海流造成的海底悬跨管道涡激振动是深水管道失效的主要原因之一,然而正确地预测海底悬跨管道的动力行为,往往需要开展大量的参数分析工作,通过数值模拟和实验分析手段实现通常需要花费漫长的时间。因此,建立一套快速、准确的解析方法是亟待解决的重要科学问题。首先,本文提出了基于广义积分变换法的内外流联合作用下海底悬跨管道动力特性预报方法。所建立的海底输流悬跨管道涡激振动流固耦合模型中,旋涡释放对悬跨管道的作用由尾流振子模型模拟。采用广义积分变换法对海底输流悬跨管道振动控制方程进行变换并求解,分析了结果的收敛性,验证了模型和解法的正确性。其次,由于绝大多数针对海底悬跨管道动力响应问题的研究仅考虑水平管道的振动,然而在工程实际中,海床表面并非完全平坦,海底管道将以一定的角度悬跨。为解决现有水平悬跨海底管道振动模型的局限性,本文建立了考虑海床坡度的海底输流悬跨管道振动数学模型,总结了海床坡度对海底悬跨管道固有频率的影响规律,分析了海床坡度、内外流流速对海底悬跨管道系统动力行为以及涡激振动频率锁定区域的影响,对比了考虑海床坡度的海底输流管道振动数学模型与现有水平悬跨管道振动数学模型的结果,证明新建立模型的正确性与有效性。最后,由于海底管道的振动行为本身所具有的复杂性以及海洋环境的复杂多变,确定合适的边界条件具有一定的困难,这也给通过复杂边界条件求解特征值问题增加了难度。本文解决了不同边界条件下海底输流管道振动模型的特征值问题,获得各边界条件下的特征函数与特征值。通过建立弹簧支撑海底输流悬跨管道的振动数学模型,模拟跨肩处的管土耦合作用。利用广义积分变换法获得各边界条件下海底输流悬跨管道固有频率、动力失稳临界流速以及各边界条件下悬跨管道系统各阶振动型态,综合分析了内外流参数、海床坡度、跨肩处土体参数对悬跨管道动力特性的影响。
单潜瑜[8]（2019）在《管土耦合作用下海底管道悬跨分析与治理研究》文中研究表明目前,在舟山海域服役的海底管道均呈现不同程度上的悬空,严重影响海上的生产进度。因此,研究悬跨管道的力学特征、许可长度以及治理措施对管道工程的应用具有实际价值。本文以海底输气管道为研究对象,基于管土耦合理论和有限元分析方法展开数值模拟工作。首先,将管土相互作用作为研究重点,运用ABAQUS软件构建了两种维度下的管土耦合模型,运用位移贯入法,对不同土体参数下力-位移曲线的敏感性进行分析,得到了土体刚度的变化规律。其次,使用Java语言编程获得管道横/竖向的受力情况。在此基础上分析了不同耦合模型下管道的轴向特性,并模拟了不同悬跨长度、径厚比、内压值和海流流速对管道受力的影响。然后通过Java语言编制了静态强度法和涡激振动方法的动态分析界面,并用动力学软件OrcaFlex进行疲劳分析,从以上三个角度对悬跨管道的许可长度进行了验证。接着,分析了相应参数条件对单跨和双等跨管道应力和位移的动态影响。最后,针对舟山实际海况开展悬空治理研究,并对钢架支撑结构进行了优化,得到了合理的结构尺寸。同时对沙袋覆盖方案展开的数值模拟研究表明,沙袋覆盖经济性较好,但流速较大情况下稳定性较差;沙袋堆砌成矩形时,治理效果略好于梯形,但梯形的经济性较好。
杨建国[9]（2018）在《深海高温高压钢管道竖向屈曲理论及试验研究》文中认为海洋油气资源依然是社会主要的能源来源,而在整个海洋油气资源开发过程中,海洋油气输送管道处于至关重要的位置,因为一旦管道遭到破坏,不但会造成经济损失,还会引发各种难以治理的环境问题。由于海底油气管道的工作温度和压强大幅增加,深海管道的整体屈曲问题日益突出。在管道整体屈曲过程中,初始缺陷的形态对其响应具有重要的影响。特别是海底油气管道所处环境更为复杂,可能会出现诸如悬跨段、竖向凸起等海床缺陷形式,这些特殊的海床拓扑特征均会对海底管道的整体屈曲造成影响。因此本文主围绕这些缺陷形式下的海底管道整体屈曲问题,采用数值模拟、试验分析以及统计分析的方法,展开了深入系统的研究,取得了一些既具有科学意义又具有工程时间意义的成果:研究了两种竖向缺陷条件下的管道的竖向整体屈曲行为,包括对称有缺陷以及非对称台阶缺陷两种,建立了竖向缺陷条件下海底管道整体屈曲数值模型,分析其竖向屈曲过程,并分析了缺陷高度、管道抗弯刚度以及管道重量对其竖向整体屈曲过程的影响,推导了竖向缺陷条件下管道竖向整体屈曲的临界力计算公式;在此基础上,设计并进行了带有竖向缺陷的管道竖向屈曲模型试验,通过管道内部流通的热油模拟管道运行实际工况,该试验不仅验证了数值模型的正确性,还验证了管道竖向屈曲过程中的动力效应。研究了悬跨管道的竖向整体屈曲行为,建立了带有悬跨段管道竖向整体屈曲数值分析模型,分析了其竖向屈曲过程,并分析了悬跨长度、管道抗弯刚度以及管道自身重量对其竖向屈曲过程的影响;结合数值分析结果,结合量纲分析,获得了该类竖向屈曲的临界屈曲轴向力;在此基础上,设计并进行了带有悬跨段的管道的竖向整体屈曲试验,通过热油对管道进行加载以模拟管道整体屈曲过程实际工况。试验选取了管道直径以及悬跨段长度作为控制参数,不仅验证了建立数值模型的准确性,还为进一步的研究奠定了基础。研究了统计学习模型在分析海底管道竖向整体屈曲的应用,通过采用线性回归模型、决策树模型以及随机森林模型对管道竖向屈曲临界屈曲轴向力进行建模计算,训练模型得具有良好的计算精度,可以用于指导工程实践。
廖宏运[10]（2018）在《海洋细长柔性圆柱结构涡激振动疲劳特性分析》文中指出海洋立管和海底管道等细长柔性圆柱结构是海洋油气开采输运过程中的关键设备。在外界海流作用下,极易发生疲劳损伤,甚至破坏。由于管道疲劳断裂的强破坏性和现今研究模型均偏理想化的现状,迫切需要更贴合工程实际的柔性圆柱结构涡激振动疲劳特性研究结果。本文基于理论分析和模型实验,分别研究了非对称边界条件下海底悬跨管道和倾斜圆柱结构涡激振动疲劳损伤特性。其主要的研究内容及结论如下:（1）运用土体弹簧模拟管道两端跨肩位置的管-土作用,分析了端部非对称边界条件对海底悬跨管道涡激振动疲劳损伤的影响特性。研究发现:悬跨两端的土体扭转刚度存在一个临界区域（扭转刚度为106-108）。当扭转刚度在此区域内变化时,海底悬跨管道的疲劳特性会发生剧烈变化;在此区域外,端部扭转弹簧刚度对结构疲劳影响较小。（2）基于物理模型实验,分析了倾角依次为0°,15°,30°,45°和60°的柔性圆柱结构涡激振动疲劳损伤特征。探讨了不相关原则在倾斜柔性圆柱结构涡激振动疲劳损伤领域的适用范围。研究发现:当倾斜角度小于30°时,结构的横流向涡激振动疲劳损伤特性与垂直来流条件下结构疲劳特性近似;当倾角达到45°和60°时,不相关原则已不再适用。对于顺流向而言,采用不相关原则预测倾斜柔性圆柱顺流向涡激振动疲劳会产生明显偏差。本文的研究成果可为海底管道和海洋立管等细长柔性圆柱结构的结构设计提供必要的理论支撑和技术保障,具有重要的理论价值和工程实际意义。
二、海底管道悬跨长度的计算（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、海底管道悬跨长度的计算（论文提纲范文）
（1）海底滑坡冲击下悬跨管道动态响应及安全性评估（论文提纲范文）
| 0 引言 |
| 1 海底滑坡冲击下管道响应物理模型 |
| 2 海底滑坡对管道的冲击荷载 |
| 3 有限元模型的建立 |
| 3.1 管道本构模型 |
| 3.2 管土相互作用模型 |
| 3.3 有限元模型的建立 |
| 4 模拟结果分析 |
| 4.1 参数选取 |
| 4.2 管道悬跨高度的影响 |
| 4.3 管道悬跨长度的影响 |
| 5 海底管道安全性评估 |
| 6 结论 |
（2）沙波沙脊段海底管道不平整度分析及悬跨治理方法研究（论文提纲范文）
| 1 沙波沙脊段海底管道安装方法 |
| 2 海底管道最大允许悬跨分析 |
| 2.1 海底管道疲劳筛选原则（S FC) |
| 2.2 海底管道承载力极限状态原则（ULS) |
| 3 海床不平整度分析 |
| 3.1 海床地形及地质参数 |
| 3.2 海底管道铺设残余张力 |
| 4 工程实例 |
| 4.1 工程参数 |
| 4.2 不平整度分析及结果 |
| 4.2.1 沙波沙脊分布情况 |
| 4.2.2 最大允许悬跨长度 |
| 4.2.3 不平整度分析假设条件 |
| 4.2.4 不平整度分析结果 |
| 4.3 海床预处理方法 |
| 5 结论 |
（3）海底管道悬空治理数值模拟（论文提纲范文）
| 1 基本理论 |
| 1.1 屈服强度理论 |
| 1.2 悬跨管段振动微分方程 |
| 1.3 管道固有频率计算 |
| 2 悬跨长度确定 |
| 2.1 基于ASME B31.8规范 |
| 2.2 基于涡激振动 |
| 2.2.1 涡激泄放频率小于0.7倍的自振频率 |
| 2.2.2 约化速度小于门槛值 |
| 2.3 基于有限元法 |
| 2.3.1 管-土耦合模型 |
| 2.3.2 临界悬跨长度计算结果分析 |
| 3 悬空治理方法数值模拟 |
| 3.1 时程分析 |
| 3.2 结构优化分析 |
| 3.2.1 参数敏感性分析 |
| 3.2.2 不同治理方法对比分析 |
| 4 结论 |
（4）海底管道整体屈曲和结构振动解析计算方法（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 海底管道整体屈曲 |
| 1.3 输流管道振动研究现状 |
| 1.4 悬跨管道振动研究现状 |
| 1.5 同伦分析法 |
| 1.6 本文主要工作 |
| 第2章 海底管道隆起屈曲理论研究 |
| 2.1 Hobbs解析解 |
| 2.1.1 刚性海床隆起屈曲解析解 |
| 2.1.2 实例分析 |
| 2.2 线弹性海床管道隆起屈曲 |
| 2.2.1 线弹性海床管道隆起屈曲解析解 |
| 2.2.2 未屈曲段轴向力 |
| 2.2.3 数据分析 |
| 2.3 含初始缺陷线弹性海床隆起屈曲 |
| 2.3.1 线弹性海床管道隆起屈曲解析解 |
| 2.3.2 数据分析 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 输流管道自由振动分析 |
| 3.1 同伦分析法简介 |
| 3.1.1 同伦 |
| 3.1.2 零阶变形方程 |
| 3.1.3 同伦分析法解的形式 |
| 3.2 变材料输流管系统同伦分析法解法 |
| 3.2.1 变材料输流管问题基本方程 |
| 3.2.2 变材料输流管问题的同伦分析解法 |
| 3.2.3 结果分析 |
| 3.3 倾斜输流管系统同伦分析法解法 |
| 3.3.1 倾斜输流管基本方程 |
| 3.3.2 倾斜输流管问题的同伦分析解法 |
| 3.3.3 结果分析 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 海底管道悬跨结构受迫振动分析 |
| 4.1 海底管道悬跨结构受迫振动简介 |
| 4.2 悬跨管道振动系统同伦分析法解法 |
| 4.3 数据处理与分析 |
| 4.3.1 正确性验证 |
| 4.3.2 悬跨长度 |
| 4.3.3 土壤刚度 |
| 4.3.4 海流速度 |
| 4.3.5 模态分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 结论与展望 |
| 5.1 结论 |
| 5.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
（5）海底管道周围沙质海床三维局部冲刷数值模拟研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景与意义 |
| 1.2 国内外发展现状 |
| 1.2.1 二维条件下海床局部冲刷 |
| 1.2.2 三维条件下海床局部冲刷 |
| 1.3 本文主要研究内容及思路 |
| 第2章 直接数值模拟、大涡数值模拟及浸入边界法 |
| 2.1 直接数值模拟与大涡模拟方法 |
| 2.1.1 流体运动的控制方程 |
| 2.1.2 压力泊松方程及投影法 |
| 2.1.3 亚格子模型及数值离散方法 |
| 2.2 浸入边界法 |
| 2.2.1 流固耦合问题与传统的动边界法 |
| 2.2.2 浸入边界法的提出及其发展 |
| 2.2.3 浸入边界法的分类 |
| 2.2.4 嵌入式迭代浸入边界法 |
| 2.3 模型及方法验证 |
| 2.4 小结 |
| 第3章 输沙及床面变形模型 |
| 3.1 床面剪切力的计算 |
| 3.1.1 常用床面剪切力的计算方法 |
| 3.1.2 床面剪切力的数值求解 |
| 3.1.3 床面剪切力模型的验证 |
| 3.2 输沙率的计算 |
| 3.2.1 推移质输沙公式 |
| 3.2.2 推移质输沙率公式的数值求解 |
| 3.3 床面变形模型 |
| 3.3.1 床面方程 |
| 3.3.2 滑坡处理 |
| 3.3.3 滑坡模型验证 |
| 3.4 小结 |
| 第4章 近壁面管道周围的三维流场 |
| 4.1 计算域及参数设置 |
| 4.2 大间隙比下管道周围的流场模拟 |
| 4.2.1 流体力分析 |
| 4.2.2 流体三维性分析 |
| 4.3 小间隙比下管道周围的流场模拟 |
| 4.3.1 流体力分析 |
| 4.3.2 流体三维性分析 |
| 4.4 小结 |
| 第5章 不同间隙比下管道周围沙质床面三维局部冲刷 |
| 5.1 计算域及参数的设置 |
| 5.1.1 计算域大小及边界条件 |
| 5.1.2 计算域网格划分 |
| 5.1.3 参数设置 |
| 5.2 冲刷坑及床面形态的发展 |
| 5.3 冲刷坑内希尔兹数分布 |
| 5.4 管道周围的流场分析 |
| 5.4.1 流速分析 |
| 5.4.2 尾涡结构 |
| 5.5 小结 |
| 第6章 不同来流倾角下管道周围沙质床面三维局部冲刷 |
| 6.1 冲刷坑及床面形态的发展 |
| 6.2 跨肩处的三维螺旋来流 |
| 6.3 小结 |
| 第7章 结论和展望 |
| 7.1 结论 |
| 7.2 展望 |
| 参考文献 |
| 发表论文和参加科研情况说明 |
| 致谢 |
（6）地震作用下海底管道动态响应及屈曲失效研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 海底管道的屈曲破坏及动力分析 |
| 1.2.2 地震载荷作用下海底管道动力响应 |
| 1.2.3 穿越断层海底管道局部屈曲 |
| 1.3 存在的主要问题 |
| 1.4 本文的主要研究内容 |
| 1.4.1 技术路线 |
| 1.4.2 主要研究内容 |
| 1.4.3 创新点 |
| 第2章 海底管道侧向振动试验及数值仿真 |
| 2.1 海底管道振动-水压联合加载试验分析 |
| 2.1.1 试验设备 |
| 2.1.2 试验流程 |
| 2.2 数值仿真模型 |
| 2.2.1 管道基本参数设置 |
| 2.2.2 附加质量单元优化 |
| 2.3 数值仿真结果及对比 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 地震作用下海底悬跨管道动态响应研究 |
| 3.1 数值仿真模型建立 |
| 3.1.1 悬跨管道模型 |
| 3.1.2 结构阻尼设置 |
| 3.1.3 分析步及边界设置 |
| 3.2 结果分析 |
| 3.3 悬跨管道抗震特性的敏感性分析 |
| 3.3.1 敏感性分析方法——逐步增量时程分析 |
| 3.3.2 外压敏感性分析 |
| 3.3.3 跨长敏感性分析 |
| 3.3.4 椭圆度敏感性分析 |
| 3.3.5 径厚比敏感性分析 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 穿越走滑断层海底管道局部屈曲失效研究 |
| 4.1 穿越走滑断层管道局部屈曲理论基础 |
| 4.2 跨断层管道数值仿真 |
| 4.2.1 三维实体模型简述 |
| 4.2.2 模型准确性验证 |
| 4.2.3 数值仿真结果 |
| 4.3 敏感性分析 |
| 4.3.1 断层交角的敏感性分析 |
| 4.3.2 管道内压的敏感性分析 |
| 4.3.3 管道径厚比的敏感性分析 |
| 4.3.4 管道材料强度的敏感性分析 |
| 4.3.5 土体参数的敏感性分析 |
| 4.4 穿越断层海底管道强度预测 |
| 4.4.1 基于MATLAB的BP神经网络设计 |
| 4.4.2 遗传算法优化的BP神经网络 |
| 4.4.3 基于遗传算法优化的BP神经网络预测 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 结论与展望 |
| 5.1 结论 |
| 5.2 展望 |
| 参考文献 |
| 发表成果和参加科研情况说明 |
| 致谢 |
（7）内外流联合作用下海底悬跨管道动力学边值问题研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 创新点 |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 论文选题背景和意义 |
| 1.2 涡激振动研究进展 |
| 1.2.1 涡激振动机理概述 |
| 1.2.2 涡激振动实验研究现状 |
| 1.2.3 涡激振动经验模型研究现状 |
| 1.2.4 涡激振动CFD方法研究现状 |
| 1.3 海底悬跨管道动力特性研究进展 |
| 1.3.1 海底悬跨管道涡激振动研究现状 |
| 1.3.2 倾斜管道动力特性研究现状 |
| 1.3.3 海底悬跨管道边值问题研究现状 |
| 1.4 广义积分变换法研究进展 |
| 1.5 本文主要研究内容 |
| 第2章 基于广义积分变换法的海底输流悬跨管道动力特性预测 |
| 2.1 海底输流悬跨管道振动模型 |
| 2.1.1 输流管道横流向振动模型 |
| 2.1.2 尾流振子模型 |
| 2.1.3 海底输流悬跨管道横流向流固耦合模型 |
| 2.2 广义积分变换求解 |
| 2.2.1 海底输流管道涡激振动特征值问题 |
| 2.2.2 积分变对的引入 |
| 2.2.3 控制方程的变换与求解 |
| 2.3 结果分析 |
| 2.3.1 解法的收敛性分析与验证 |
| 2.3.2 忽略内流的悬跨管道动力特性研究 |
| 2.3.3 考虑内流的悬跨管道动力特性研究 |
| 2.3.4 内流对悬跨管道固有频率的影响研究 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 考虑海床坡度的海底输流悬跨管道动力特性研究 |
| 3.1 考虑海床坡度的海底输流悬跨管道振动模型 |
| 3.1.1 考虑海床坡度的海底输流悬跨管道振动数学模型 |
| 3.1.2 考虑海床坡度的海底输流悬跨管道流固耦合模型 |
| 3.2 广义积分变换求解 |
| 3.3 结果分析 |
| 3.3.1 考虑海床坡度的悬跨管道振动模型与现有模型对比 |
| 3.3.2 海床坡度对海底输流悬跨管道固有频率的影响研究 |
| 3.3.3 海床坡度对海底输流悬跨管道动力特性影响研究 |
| 3.3.4 内流对考虑海床坡度的海底输流悬跨管道动力特性影响研究 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 多种边界条件下海底输流悬跨管道动力特性研究 |
| 4.1 海底输流悬跨管道振动特征值问题研究 |
| 4.2 多种边界条件下海底输流悬跨管道固有频率研究 |
| 4.3 多种边界条件下海底输流悬跨管道动力响应研究 |
| 4.3.1 多种边界条件下海底输流悬跨管道振动型态研究 |
| 4.3.2 多种边界条件下海底输流悬跨管道振动模态研究 |
| 4.3.3 多种边界条件下内流对悬跨管道振动特性影响研究 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 考虑管土耦合的海底输流悬跨管道动力特性研究 |
| 5.1 考虑管土耦合作用的海底悬跨管道流固耦合模型 |
| 5.1.1 考虑管土耦合作用的海底输流悬跨管道振动数学模型 |
| 5.1.2 考虑管土耦合作用的海底输流悬跨管道耦合模型 |
| 5.2 广义积分变换求解 |
| 5.3 结果分析 |
| 5.3.1 考虑管土耦合作用的悬跨管道固有频率研究 |
| 5.3.2 土体弹性刚度对悬跨管道动力特性的影响研究 |
| 5.3.3 跨肩长度对悬跨管道动力特性的影响研究 |
| 5.3.4 考虑管土耦合作用的悬跨管道振动频率研究 |
| 5.3.5 管土耦合边界下考虑海床坡度的输流悬跨管道振动特性研究 |
| 5.4 本章小结 |
| 第6章 结论与展望 |
| 6.1 论文总结 |
| 6.2 工作展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 个人简历、在学期间发表的学术论文及研究成果 |
| 学位论文数据集 |
（8）管土耦合作用下海底管道悬跨分析与治理研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 管土作用分析 |
| 1.2.2 悬跨许可长度 |
| 1.2.3 悬跨管道疲劳分析 |
| 1.2.4 悬空治理技术 |
| 1.3 研究内容 |
| 1.4 创新点 |
| 第二章 海底管道悬跨分析理论基础 |
| 2.1 跨肩管土作用模拟 |
| 2.1.1 弹性地基梁模型 |
| 2.1.2 管土耦合模型 |
| 2.2 强度失效理论 |
| 2.2.1 基于应力的失效 |
| 2.2.2 基于应变的失效 |
| 2.3 悬跨管道振动理论 |
| 2.3.1 振动微分方程 |
| 2.3.2 涡激振动理论 |
| 2.4 疲劳分析方法 |
| 2.4.1 S-N曲线 |
| 2.4.2 Miner线性累积损伤准则 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 基于管土耦合作用的海底管道悬跨段数值分析 |
| 3.1 舟山海域状况 |
| 3.1.1 海流情况 |
| 3.1.2 土质情况 |
| 3.2 基于ABAQUS的管土接触分析 |
| 3.2.1 土体本构模型 |
| 3.2.2 管道本构模型 |
| 3.2.3 管土作用数值模拟 |
| 3.2.4 模型结果验证 |
| 3.2.5 土体参数敏感性分析 |
| 3.3 悬跨管道静力分析 |
| 3.3.1 载荷作用情况 |
| 3.3.2 基于Java的海流力对管道作用辅助编程 |
| 3.3.3 有限元模型建立 |
| 3.3.4 可视化与轴向特性分析 |
| 3.3.5 敏感因子分析 |
| 3.4 许可长度计算与校核 |
| 3.4.1 基于ASME B31.8 规范 |
| 3.4.2 基于涡激振动方法 |
| 3.4.3 基于OrcaFlex的疲劳校核 |
| 3.5 悬跨管道动态分析 |
| 3.5.1 隐式动力学 |
| 3.5.2 交变力的施加 |
| 3.5.3 单跨管道动态分析 |
| 3.5.4 双等跨管道动态分析 |
| 3.6 本章小结 |
| 第四章 悬跨管道的悬空治理分析 |
| 4.1 治理方案概述 |
| 4.2 治理结构设计 |
| 4.2.1 结构型式与材料选择 |
| 4.2.2 结构的有限元简化建模 |
| 4.2.3 治理前后位移响应分析 |
| 4.2.4 治理结构尺寸确定 |
| 4.2.5 结构优化前后分析 |
| 4.2.6 不同治理形式比较 |
| 4.3 本章小结 |
| 第五章 研究结论与展望 |
| 5.1 研究结论 |
| 5.2 研究展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 在读期间发表的学术论文及研究成果 |
（9）深海高温高压钢管道竖向屈曲理论及试验研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 研究现状 |
| 1.2.1 高温高压海底管道整体屈曲理论研究 |
| 1.2.2 高温高压深海管道试验研究现状 |
| 1.2.3 高温高压深海管道屈曲数值分析研究现状 |
| 1.2.4 基于统计学习的高温高压深海管道屈曲研究现状 |
| 1.3 研究内容 |
| 第2章 竖向缺陷管道的竖向整体屈曲行为研究 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 对称竖向缺陷管道竖向整体屈曲缩尺模型试验方案 |
| 2.2.1 试验装置 |
| 2.2.2 加载过程 |
| 2.2.3 监测仪器的布置 |
| 2.2.4 管道参数 |
| 2.3 对称竖向缺陷管道竖向整体屈曲缩尺模型试验结果分析 |
| 2.3.1 试验现象 |
| 2.3.2 位移分析 |
| 2.3.3 轴力分析 |
| 2.3.4 应力应变分析 |
| 2.3.5 小结 |
| 2.4 竖向缺陷管道竖向屈曲数值分析方法 |
| 2.5 竖向缺陷管道竖向屈曲数值分析方法试验验证 |
| 2.6 台阶非对称竖向缺陷下管道竖向屈曲行为研究 |
| 2.6.1 整体竖向屈曲模式分析 |
| 2.6.2 整体屈曲过程分析 |
| 2.6.3 整体屈曲参数分析 |
| 2.7 竖向缺陷下管道临界屈曲力公式 |
| 2.8 基于统计学习的台阶缺陷管道竖向屈曲行为分析 |
| 2.8.1 线性回归模型 |
| 2.8.2 决策树模型 |
| 2.8.3 随机森林模型 |
| 2.9 本章小结 |
| 第3章 悬跨管道竖向整体屈曲行为研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 悬跨管道竖向整体屈曲缩尺试验方案 |
| 3.2.1 试验装置 |
| 3.2.2 加载过程 |
| 3.2.3 监测仪器的布置 |
| 3.2.4 管道缩尺模型设计 |
| 3.3 悬跨管道竖向整体屈曲缩尺试验结果分析 |
| 3.3.1 试验现象 |
| 3.3.2 位移分析 |
| 3.3.3 轴力分析 |
| 3.3.4 应力应变分析 |
| 3.3.5 试验小结 |
| 3.4 悬跨竖向缺陷管道整体屈曲行为数值分析方法 |
| 3.5 悬跨竖向缺陷管道整体屈曲行为数值分析方法试验验证 |
| 3.6 悬跨竖向缺陷管道整体屈曲行为数值分析 |
| 3.6.1 整体竖向屈曲模式分析 |
| 3.6.2 整体屈曲过程分析 |
| 3.6.3 整体屈曲参数分析 |
| 3.7 悬跨缺陷下管道竖向临界屈曲力计算方法 |
| 3.8 基于统计学习的悬跨缺陷管道竖向屈曲行为分析 |
| 3.8.1 线性回归模型 |
| 3.8.2 决策树模型 |
| 3.8.3 随机森林模型 |
| 3.9 本章小结 |
| 第4章 深海高温高压管道竖向整体屈曲理论分析 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 台阶非对称竖向缺陷下管道解析解研究 |
| 4.2.1 初始构型的解析解 |
| 4.2.2 屈曲管道的解析解 |
| 4.2.3 算例分析 |
| 4.3 悬跨管道隆起屈曲解析解研究 |
| 4.3.1 解析解 |
| 4.3.2 算例分析 |
| 4.3.3 试验结果与数值计算结果对比分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 结论与展望 |
| 5.1 结论 |
| 5.2 展望 |
| 参考文献 |
| 发表论文和科研情况说明 |
| 致谢 |
（10）海洋细长柔性圆柱结构涡激振动疲劳特性分析（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景与意义 |
| 1.2 结构疲劳的概念 |
| 1.3 柔性圆柱结构疲劳的研究现状 |
| 1.3.1 海底管道悬跨段的疲劳研究现状 |
| 1.3.2 立管的疲劳研究现状 |
| 1.4 亟需解决的问题 |
| 1.4.1 非对称悬跨管道VIV疲劳损伤的特征尚不清晰 |
| 1.4.2 倾角对倾斜圆柱VIV疲劳损伤的影响机制有待明确 |
| 1.5 本文研究工作 |
| 第2章 柔性圆柱结构涡激振动疲劳评估方法 |
| 2.1 柔性圆柱结构的涡激振动响应分析 |
| 2.1.1 物理模型法 |
| 2.1.2 CFD法 |
| 2.1.3 半理论半经验模型法 |
| 2.2 结构疲劳分析方法 |
| 2.2.1 S-N曲线法 |
| 2.2.2 断裂力学法 |
| 2.2.3 局部应力应变法 |
| 2.3 结构疲劳分析相关理论 |
| 2.3.1 计数法 |
| 2.3.2 疲劳损伤累积理论 |
| 第3章 非对称边界的海底悬跨管道涡激振动疲劳损伤特性 |
| 3.1 理论预报模型 |
| 3.2 DNV规范中的悬跨管道疲劳预报模型 |
| 3.3 两种模型的结构疲劳计算结果 |
| 3.4 非对称边界条件下结构涡激振动疲劳特性 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 变倾角条件下柔性圆柱结构的涡激振动疲劳损伤特性 |
| 4.1 实验描述 |
| 4.2 实验数据处理及疲劳评估 |
| 4.3 倾斜柔性圆柱结构横流向涡激振动疲劳寿命 |
| 4.4 倾斜柔性圆柱结构顺流向涡激振动疲劳寿命 |
| 4.5 柔性圆柱结构最大疲劳损伤随倾角变化的影响 |
| 4.6 本章小结 |
| 第5章 结论与展望 |
| 5.1 研究结论 |
| 5.1.1 非对称约束的海底悬跨管道VIV疲劳损伤研究结论 |
| 5.1.2 倾斜柔性圆柱结构VIV疲劳损伤研究结论 |
| 5.2 未来工作展望 |
| 参考文献 |
| 发表论文和参加科研情况说明 |
| 致谢 |
四、海底管道悬跨长度的计算（论文参考文献）
- [1]海底滑坡冲击下悬跨管道动态响应及安全性评估[J]. 付崔伟,张浩,郭兴森,谷忠德,年廷凯. 工程地质学报, 2021
- [2]沙波沙脊段海底管道不平整度分析及悬跨治理方法研究[J]. 韩鹏,高军宝,汪方,苏展,杨泽亮,黄水祥,景苏明. 石油工程建设, 2021(S1)
- [3]海底管道悬空治理数值模拟[J]. 单潜瑜,白兴兰. 浙江海洋大学学报(自然科学版), 2020(05)
- [4]海底管道整体屈曲和结构振动解析计算方法[D]. 高莫狄. 中国石油大学(北京), 2020
- [5]海底管道周围沙质海床三维局部冲刷数值模拟研究[D]. 彭子腾. 天津大学, 2019(01)
- [6]地震作用下海底管道动态响应及屈曲失效研究[D]. 李杨. 天津大学, 2019(01)
- [7]内外流联合作用下海底悬跨管道动力学边值问题研究[D]. 厉曈曈. 中国石油大学(北京), 2019(01)
- [8]管土耦合作用下海底管道悬跨分析与治理研究[D]. 单潜瑜. 浙江海洋大学, 2019(02)
- [9]深海高温高压钢管道竖向屈曲理论及试验研究[D]. 杨建国. 天津大学, 2018(06)
- [10]海洋细长柔性圆柱结构涡激振动疲劳特性分析[D]. 廖宏运. 天津大学, 2018(06)