国家重点基础研究发展计划(2011CB013702) 作品数:66 被引量:312 H指数:9 相关作者: 段梦兰 周晶 李昕 韩文海 冯新 更多>> 相关机构: 大连理工大学 中国石油大学(北京) 复旦大学 更多>> 发文基金: 国家重点基础研究发展计划 国家自然科学基金 国家科技重大专项 更多>> 相关领域: 石油与天然气工程 天文地球 交通运输工程 建筑科学 更多>>
波浪与斜坡堤护面块体相互作用的SPH-DEM数值模拟 被引量:7 2013年 基于SPH方法和离散单元法(DEM)建立了二维流固耦合数值模型,模拟了波浪作用下斜坡式防波堤护面块体的水动力变化特性.流体模型采用经黎曼接触算法和CSPM修正后的SPH方法,水槽固壁和造波边界以及结构物边界采用固壁粒子法处理.离散护面块体的运动和受力采用DEM方法来模拟.流体与固体的交界面处满足界面力平衡条件.应用所建立的二维SPH-DEM耦合数值模型模拟了波浪与斜坡堤护面块体的相互作用,分析了波浪爬坡过程中的流场变化以及波压力沿胸墙的分布规律.物理模型试验验证了所建立的数学模型. 任冰 金钊 高睿 贺铭 王永学关键词:SPH DEM 斜坡式防波堤 护面块体 腐蚀缺陷管道极限弯矩承载力分析 被引量:2 2013年 采用构造权函数的方法,以完好管道的极限承载力为上界,无限长腐蚀管道的极限承载力为下界,开展了不同腐蚀程度钢质管道在内压、轴力和弯矩荷载共同作用下的极限承载力分析,得到了槽型单点腐蚀管道的极限弯矩求解公式。之后采用有限元的方法,考虑了材料非线性和几何非线性,对不同腐蚀程度管道的极限弯矩进行了数值仿真计算,验证所提出的槽型单点腐蚀管道极限弯矩求解公式。 韩文海 周晶 袁婕关键词:海底管道 极限弯矩 崎岖海床上管道变形和应力研究 被引量:1 2014年 为了准确得到海底管道铺设在崎岖海床上的变形和应力状态,文章采用有限元法进行管道纵断面分析,计算得出了相关曲线。通过与A H M ouselli给出的曲线对比,验证了不同张力条件下海底低洼凹陷和隆起地形对管道应力的影响,数值解略小于M ouselli曲线结果。最后以实际的崎岖海床为例,计算了管道在空管和满油状态下的纵断面变形曲线和弯曲应力。根据得出的管道弯曲应力分布,能够科学合理地给出海床处理方法,保证海底管道的安全。 林森 李昕关键词:海底管道 有限元法 规则波作用下冲蚀固床上海底子母管线数值研究 2016年 该文采用三步有限元法离散二维雷诺平均N-S方程,并通过Wilcox k?ω湍流模型来封闭控制方程,构建了二维数值波浪水槽模型。基于该数值水槽,研究了底床上冲蚀坑的存在对海底子母管线的水动力荷载的影响,并分析了冲刷坑相对深度的变化对子管、母管以及子母管系统的拖曳力系数、惯性力系数、升力系数的影响。研究结果表明,冲蚀坑的存在使得管线的水平力和升力幅值比平底地形时的情况有所减小,并且随着冲蚀坑相对深度的增大,母管的拖曳力系数呈现先增大后减小直至稳定的趋势,惯性力系数则不断减小直至稳定,而冲蚀坑相对深度的变化对子管水动力系数的影响很小。 郭乐 王国玉 王永学关键词:水动力系数 规则波 钢质管道弯曲破坏时材料曲线的确定试验 被引量:2 2017年 依据ASTM-A370-13规范,对API 5LX52无缝管道钢进行了单轴拉伸试验。得到了不同取样形式下拉伸试样的应力-应变关系曲线,据此分析拉伸试样取样形式对材料特性的影响规律。利用数值仿真软件ABAQUS,以得到的材料应力-应变关系曲线作为有限元计算输入曲线,对复杂荷载作用下X52管道全尺寸弯曲破坏试验进行数值模拟并与试验结果进行对比。结果表明:采用轴向圆棒试样对应的材料曲线得到的数值计算结果与试验结果吻合最好,该取样形式下的材料曲线可以更加准确地表达钢质管道弯曲破坏时的材料特性。 杨培 李昕 高杰 周晶关键词:应力-应变曲线 管道钢 钻井隔水管动力响应及疲劳损伤分析 被引量:8 2014年 钻井隔水管受到环境载荷循环作用,属于动态疲劳敏感结构,其疲劳性能分析成为隔水管设计的难题。对不同海洋环境载荷下的钻井隔水管进行时域非线性动力分析,采用雨流计数法、S-N曲线和Miner线性累计损伤准则建立钻井隔水管的疲劳损伤模型,重点研究了环境参数、隔水管几何尺寸和作业参数对钻井隔水管疲劳损伤的影响规律,并对影响钻井隔水管疲劳损伤的因素进行参数敏感性分析。分析结果表明,海床附近的钻井隔水管疲劳损伤随着土体刚度的增大而减小;适当增大钻井隔水管壁厚可以有效地抑制疲劳损伤;焊接偏心距的增大会明显加重钻井隔水管的疲劳损伤。该项研究结果为钻井隔水管设计和施工操作提供了理论依据。 刘洋 段梦兰 庹鑫 陈景皓 范晓 匡涛 董朋光关键词:钻井隔水管 管土相互作用 动力响应 有限元 海底悬跨管道在波流和地震联合作用时的模型试验研究 被引量:3 2017年 利用波浪-水流-地震联合模拟试验系统,研究了在波浪、水流和谐波地震荷载单独作用或联合作用时海底悬跨管道的动态响应特征。通过试验采集的加速度和动水压力数据分析了管道的悬跨长度、管内状态、外界荷载组合对于管道基频以及动力响应的影响规律。结果表明:随着悬跨长度的增加,管道自振频率减小且管道的动力响应显著增大;水流流速、波浪高度和周期在一定范围的增大会引起管道动力响应增大;三种荷载联合作用于管道时的动力响应大于荷载单独作用,且地震荷载起主要作用,波浪、水流荷载起次要作用。 谭鹏涛 周晶关键词:动力响应 地震反应 顶部张紧立管回接连接器及安装技术 被引量:4 2012年 顶部张紧立管(TTR)广泛应用于TLP平台和SPAR平台,回接连接器是其重要组成部分。介绍了顶部张紧立管的类型和特点及回接连接器的分类、结构特点、工作原理、安装技术。液压驱动的细长型回接连接器的优点是体积小、承受弯矩和剪力大,适用于水深>1 500m的各种浮式平台,是今后的发展方向。 尹容衡 何扬 段梦兰 潘晓东 李婷婷 段青峰关键词:深水 安装技术 多自由度系统中标量传递率的不变性及其应用 被引量:5 2015年 标量传递率函数描述了多自由度系统中两个自由度的响应之间的关系,随着应用范围的延伸,近年来标量传递率逐渐受到了重视。本文从串联系统出发,证明了多激励作用下多自由度系统中标量传递率在某些条件下具有不变性,提出了该性质的统一的适用模型,并通过数值方法验证了结论的正确性。在振动台模型实验中的应用表明,该性质可以在实际问题中起到指导作用。 张昱 朱彤 周晶关键词:传递率 模态参数识别 3根附属杆对海洋立管涡街抑制效果的研究 被引量:5 2016年 升力波动产生的涡激振动会大大影响弹性支撑及细长柔性结构物的寿命。通过数值模拟的方法在不同来流角度及多个间隙比条件下,针对3根附属杆抑制装置对立管所受流体力的抑制效果、泄涡模式及抑制机理进行深入研究。研究结果表明,附属杆对立管涡街及其产生的拖曳力系数平均值和升力系数均方根值有较好的抑制效果,对立管的泄涡有较好的抑制效果。当间隙比为0.7~0.8时,对于不同的来流角度均有较好的抑制效果,此时对升力系数均方根值CRMSL的抑制率可以超过75%;间隙比和来流角度对附属杆的抑制效果影响较大,间隙比过小或过大都不能达到较好的抑制效果。所得结论可为我国海洋立管的涡激振动抑制装置研究提供参考。 宋振华 段梦兰关键词:涡激振动 升力系数