海底悬空管线应力综合分析研究

目录

声明

第一章 绪 论

1.1 背景与意义

1.2 国内外研究现状与进展

1.2.1 海底管线发展现状

1.2.2 海底悬空管线研究现状

1.2.3 段塞流研究现状

1.2.4 极限悬空长度研究现状

1.3 研究内容与技术路线

1.3.1 研究目标

1.3.2 研究内容

1.3.3 技术路线

第二章 油田海域海洋环境资料

2.1 埕岛油田海域概述

2.2 海床特性

2.3 海洋岩土性质

2.4 海洋环境动力参数

2.4.1 波浪流特征

2.4.2 风暴特征

2.4.3 其他动力参数

2.5 管线概况

第三章 管内流动对海底悬空管道影响研究

3.1 基本理论与多相流模型选取

3.1.1 基本理论

3.1.2 计算模型建立

3.2 悬空管道多相流致振动有限元模型

3.2.1 物理模型建立

3.2.2 多相流数值模型建立

3.3 悬空管道内部流场模拟及效果

3.3.1 流相分布变化

3.3.2 流速变化

3.3.3 压力梯度变化

3.3.4 悬空管道段塞形成机理

3.3.5 段塞流形成理论解析验证

3.4 管内流致振动的耦合分析

3.4.1 湍流状态对管道影响

3.4.2 流固耦合

3.4.3 数模计算及结果分析

3.5 本章小结

第四章 段塞流对悬空管道影响研究

4.1 段塞流荷载基础理论

4.1.1 段塞特性参数

4.1.2 段塞流荷载

4.2 利用AutoPIPE软件模拟段塞流

4.2.1 模型假设

4.2.2 数值模型建立

4.3 段塞流致悬空管动力分析

4.3.1 初始悬空压力分布

4.3.2 段塞流荷载激励作用

4.3.3 管线响应频率分析

4.4 本章小结

第五章 海洋环境动力对悬空管线的影响研究

5.1 海洋环境动力荷载

5.1.1 Morison方程

5.1.2 波浪理论运用

5.1.3ASCE规范土体荷载计算方法

5.1.4 地震荷载计算方法

5.2 悬空管道计算模型

5.2.1 模型简化假设

5.2.2 数值模型简建立

5.3 基于管-土作用荷载的管道静力分析

5.3.1 土体荷载计算

5.3.2 海底悬空管道静力分析

5.4 波浪流荷载对悬空管道作用

5.4.1 波浪流荷载对不同悬空状态下管道应力分布影响

5.4.2 基于FLUENT悬空管道受力特性验证

5.4.3 不同风暴工况下管道应力计算

5.5 地震荷载对悬空管线应力影响

5.6 本章小结

第六章 管道悬空长度的多元非线性分析

6.1 计算模型与方法

6.2 数值模拟分析

6.3 最大许用悬空长度计算公式拟合

6.3.1 π定理

6.3.2 因次分析

6.3.3 多变量回归拟合的实现过程

6.4 本章小结

结 论

参考文献

攻读硕士期间获得的学术成果

致 谢