海底埋设双层管管道隆起屈曲分析

海底埋设双层管管道隆起屈曲分析是海洋管道设计的重要技术之一。在管道隆起屈曲分析中实现管土作用和内外管相互作用的准确模拟一直是工程应用追求的目标,也是其中的难点。利用管土作用单元和管中管单元等技术,建立了海底埋设双层管管道隆起屈曲分析有限元模型。该模型不但考虑了管道初始形状、压力、温差载荷、管道材料非线性等常规因素,还考虑了非线性管土作用和内外管相互接触作用,并能对管道屈曲前和屈曲后全程进行模拟。应用该模型,计算了一条高温高压埋设双层管管道隆起屈曲过程中的应力等。算例表明该模型有较好收敛性,能对一般海底高温高压埋设双层管管道隆起屈曲进行准确模拟。     

海底埋设高温管道隆起屈曲数值模拟研究

高温是引发海底管道整体屈曲失效的主要因素,而海床上存在的局部隆起使得高温埋设管道更加容易发生隆起屈曲。这里重点研究海底埋设高温管道发生隆起屈曲的临界温度载荷及其影响因素,提出了一种简化的数值模拟分析模型,同已有的相关实验结果比较表明,本方法可以较好地近似计算高温管道的隆起屈曲。基于本方法开展的参数分析,得到了管道覆土高度、混凝土配重层厚度、海床不平整对海底高温管道发生隆起屈曲的影响趋势。     

海洋管道单点提放的若干数学模型研究

海管铺设或者提升、下放时可能因应力过大而破坏,因此需建立数学分析模型进行施工方案设计。海管铺设和单点缓慢提升和下放过程可用两种控制微分方程求解,一种是二阶微分方程形式,另一种是三阶微分方程组形式,两者的适用范围目前尚不明确。两种微分方程与不同边界条件组合,并结合一个新的确定悬空管道长度的公式,形成三个分析模型。对这三个模型的数值求解表明:三阶微分方程组形式的控制方程能更准确的描述海管单点提放的整个过程,且与海洋管道有限元分析软件OrcaFlex的计算结果完全一致。