《基於向量式有限元的深海S型鋪管三維性狀研究》是依託浙江大學，由王立忠擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：基於向量式有限元的深海S型鋪管三維性狀研究
- 依託單位：浙江大學
- 項目負責人：王立忠
- 項目類別：面上項目
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
深海複雜海況下海底管線的鋪設常會遭遇到管線與託管架的動力碰撞，海底管線鋪設過程局部屈曲等工程事故，而目前國際上考慮深海環境下管道鋪設過程的分析技術還不夠完善，尤其是鋪管過程的三維動力學分析極為少見。向量式有限元將結構體定義成一群質點的組合，整體結構的空間狀態通過每個局部的質點運動來描述，質點的運動由動力學原理控制，從而結構的運動分析變成求解每個質點的向量方程式，此法尤其適用於大位移、碰撞等細長結構的力學行為分析。本項目以向量式有限元方法為基本工具，綜合考慮波流等海洋環境因素的影響，研究深海鋪管過程中管道與張緊器、託管架的接觸和碰撞，探索管道和海床的非線性動力相互作用機制。通過理論分析、實驗研究、程式開發等手段，動畫演示鋪管三維動態，探討深海鋪管應變控制設計理論，提升蛇形鋪管分析技術，建立管道在複雜海洋環境下的三維空間鋪設力學及其安全評價體系。
結題摘要
深海中複雜的海況是海洋管道的安全面臨的重大挑戰。本項目充分考慮深海土體的複雜性，尤其是土體的塑性特點，研究深海管道在靜力鋪設安裝過程，動力鋪設過程，工作狀態，以及海底滑坡災害作用下的管道性能，進行安全評價，提出可能的控制措施。針對靜力管道鋪設過程，建立海洋管道在剛塑性，彈塑性海床上的解析模型，準確預測管道在鋪設過程中的受力特性和管道埋深，對鋪設過程中的管道安全進行評估；在此基礎上，通過大型室內試驗，進一步對動力鋪管過程和工作狀態下海洋立管的動力管土相互作用機理進行深入分析；同時，通過向量式有限元對實驗過程中的海洋管道動力特性進行分析，將實驗結果和計算結果進行比較，得到了可靠的結論；最後對不同類型的海洋管道在海底滑坡災害作用下的安全性進行系統研究，形成了海洋管道安全性及災變控制的分析體系，為我國深海資源的開採提供了非常重要的技術儲備。
