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采用弹性基础梁模型,模拟钢悬链线立管(steel catenary riser,SCR)与海床土的相互作用,推导了弹性基础梁模型的有限元公式,基于该模型编制了钢悬链式立管的动力分析程序,在此基础上,分析了在浮体运动及环境载荷作用下,钢悬链线立管触地点区域的动力响应特征,并与弹簧支撑模型进行了比较。研究表明,弹性基础梁模型对单元长度的敏感性较低,可采用较长的单元,从而减少计算量。 相似文献
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深海钢悬链立管触地点动力响应分析 总被引：1，自引：0，他引：1
研究深海钢悬链立管(SCR)在海洋环境载荷作用下的动力响应.利用非线性弹簧模拟立管与海床触地点的耦合模型,通过模态分析得到钢悬链立管的动力特性参数;时域动力响应分析获得不同工况下触地点及典型部位的位移、弯矩和应力时程.比较分析表明:浮体垂荡运动对触地点的应力状态影响较大,触地点附近存在钢悬链立管动力响应过程中的位移极值点和弯矩极值点.所提方法为触地点区域模拟分析提供了新思路,给出的分析结论对钢悬链立管设计有一定借鉴意义. 相似文献
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国外深水钢悬链线立管研究发展现状 总被引：2，自引：0，他引：2
介绍国外在新型深水立管系统--钢悬链线立管关键技术方面的研究发展现状,论述浮体一、二阶运动对钢悬链线立管疲劳寿命的影响、浮体升沉运动对钢悬链线立管触地点疲劳寿命的影响;钢悬链线立管与海底相互作用机制的实验研究及结果;钢悬链线立管涡致振动与疲劳的研究现状.并简要论述钢悬链线立管触地点问题的研究结论. 相似文献
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考虑内流的作用,研究钢悬链线立管动力特性。采用细长柔性杆模型,建立内流作用下钢悬链线立管运动方程,运用有限元法进行离散,通过求解动力特性方程得到立管的固有频率和模态,基于Matlab平台编写相应计算程序,探讨内流流速、顶张力和顶端压强对钢悬链线立管动力特性的影响。结果表明:随着内流流速的增加,立管的固有频率降低,高阶模态的反转点向立管底端移动;随着顶张力的增加,立管的固有频率增加,高阶模态的反转点向立管顶部移动;随着管内顶端压强的增加,立管的固有频率降低。 相似文献
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钢悬链线立管(SCR)在上部浮体运动和波流荷载激励下会与海床土相互作用,传统的线性海床模型假定荷载位移关系是线性的,没有考虑管土相互作用的非线性过程和海床土吸力的影响,本文基于大挠度柔性索理论的钢悬链式立管动力分析程序CABLE3D,将立管受到线性海床的弹性支撑力扩充为立管受到的海床垂向力,充分考虑管土非线性相互作用,并考虑海床土吸力对钢悬链式立管触地点区域的影响,开发出新的动力分析程序。程序采用非线性有限元方法对控制方程进行离散,时域内采用Newmark-β法,求解给定上部浮体运动条件下,SCR的动力响应,通过算例对线性刚度海床和非线性刚度海床进行对比,并分析了不同海床刚度对SCR触地点动力响应和疲劳损伤的影响。结果表明:非线性海床刚度模型比线性海床刚度模型更接近真实的管土作用过程;在非线性海床刚度模型下,海床土刚度越大,SCR触地点区域垂向位移响应越小,应力幅值越大,疲劳损伤越严重。 相似文献
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在时域内分析深水钢悬链立管在平台运动和波流载荷共同作用下的非线性动力响应;采用雨流计数法处理立管节点应力的时间历程,选用DoE.E型S-N曲线分析立管在单一海况和平台运动联合作用下的疲劳损伤;将各方向含概率分布的疲劳损伤进行叠加,得到立管整体的全方向疲劳损伤及疲劳寿命。平台的运动为六自由度的运动预报数据,波流载荷由某海域实际的波浪统计数据采用Morison公式计算所得。计算结果表明钢悬链立管疲劳寿命的极值点分别位于悬挂点附近和触地点附近,对立管疲劳寿命极值点各方向疲劳损伤分布情况进行了分析。所提方法为钢悬链立管疲劳分析提供了新思路,给出的结论对钢悬链立管设计分析有一定借鉴意义。 相似文献
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《中国海洋大学学报(自然科学版)》2021,(8)
基于内波流场的eKdv理论并结合尾流振子模型和挠性立管的非线性振动方程建立内波流场中悬链线立管计算模型,研究了内波流场中悬链线立管升力方向运动的响应问题,并分析了内孤立波波高和密度跃层位置对悬链线立管升力方向响应的影响。结果表明:内孤立波经过悬链线立管时会引起突然增大的涡激振动,其中高阶模态占主导;涡激振动最大位移发生于流体密度跃层位置附近;内孤立波波高增大以及密度跃层位置加深会使立管转变为更高阶模态振动,并且密度跃层位置加深会使立管涡激振动位移明显减小。 相似文献
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为了有效地考虑浮体慢漂运动对钢悬链线立管疲劳损伤的影响,提出了波频和慢漂运动组合作用下钢悬链线立管疲劳损伤简化计算的位置组合叠加法。其核心是:基于浮体慢漂运动概率分布选取若干典型慢漂位置,进行波频运动作用下钢悬链线立管动力响应分析;根据钢悬链线立管运动位置变化特征,截取若干慢漂位置对应的波频应力时程叠加到慢漂应力时程上,得到波频和慢漂运动的组合应力时程;编写基于雨流计数法的MATLAB程序处理立管各节点应力,采用海水环境下Do E.E型S-N曲线和Palmgren-Miner累积损伤准则计算立管各节点疲劳损伤。应用位置组合叠加法对某海域500 m水深的立管进行了疲劳分析,并与全耦合法、权重组合叠加法以及波频和慢漂疲劳损伤简单相加法的结果进行了对比,结果表明该方法具有较高的精度和效率。此外,进行了区域设定系数、波浪高度、波浪周期和土壤表面剪切强度等参数对组合作用下立管疲劳损伤的敏感性分析。 相似文献
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平台运动激励下钢悬链式立管触地点动态分析 总被引：1，自引：1，他引：0
平台运动和管土相互作用是引起钢悬链式立管(Steel Catenary Riser,SCR)触地点动态响应和疲劳损伤的关键因素。基于竖向土抗力-埋深曲线和侧向库伦摩擦双线模型模拟SCR触地区管土作用,并考虑竖向海床刚度的退化,研究平台三维运动激励下SCR触地区的动态响应与疲劳寿命,相对于简单的单向运动激励和仅考虑竖向管土作用,更符合工程实际。计算结果表明:①三维管土作用下,平台垂荡运动对立管触地区的影响最大,纵荡运动次之,横荡的影响最小;②平台三维运动的耦合,在一定程度上可降低立管触地区的动力响应和疲劳损伤,若仅考虑垂荡运动,结果偏于保守;③非线性海床模型相对于线弹性海床,引起的立管触地区的应力幅值、位移幅值显著增加,虽然贯入位移较小,但土抗力较大,选用线弹性海床的计算误差较大。平台运动和海床强度对SCR触地点动态响应和疲劳损伤的影响较大,因此在SCR响应分析与设计中,准确选择海床模型和平台运动方式,对于预测立管的疲劳寿命具有重要意义。 相似文献
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作者对室内土的周期加载实验进行了较全面的综述。包括实验设备、方法、结果及分析模型 ,并对以后的研究提出建议。随着海上石油的开发及海岸构筑物的建设 ,迫切需要对海底土动力学特性进行研究。掌握目前世界在这一领域的研究现状有助于在高超点上开展创新工作和解关键问题。 相似文献
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海底表层底质探测系统是一种新型的声学探测设备,它利用声学信号实时走航式地遥测海底的表层底质。本测试仪用于在试验室条件下对海底表层探测系统性能的测试。由于该测试仪在设计过程中充分考虑到了目前测深仪的情况,所以也可以用于测深仪的性能测试。 相似文献
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The properties of sands pertaining to shear strength have been studied extensively by plane strain and triaxial tests for relative densities above 40%. Unfortunately, properties of sand have not been comprehensively studied for relative density below 40%. An experimental investigation of the shear strength of Jumunjin sand was carried out using a plane strain, triaxial and direct shear apparatus according to relative density ranges from 0 to 100%. Because of the complexity of the shear tests on coarse materials, correlations were developed that would be useful for practical purposes. This article presents a comparison of strength properties' results and their correlation with relative density. 相似文献
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痕量元素及其同位素在海洋生物地球化学研究方面扮演着至关重要的角色, 对于认识全球环境变迁具有十分重要的意义[1]。痕量元素及其同位素采集、预处理和分析在海洋研究中具有重要的作用, 是诸多重要科学问题解答的重要数据基础[2]。但是, 当科学家们审慎地评估文献中痕量元素的浓度报道时, 发现海洋中的痕量金属含量发生了数量级水平的下降, 这说明早期文献中报导的痕量金属含量在采样、样品预处理及分析过程中受到了明显的沾污, 其中海洋考察船自身、钢缆、采样设备中的金属器件对于海洋中溶解态痕量金属的沾污显得尤为重要[3]。结合海水痕量元素CTD现场采集工作环境，工作拉力等特殊要求，设计一款敷塑纤维通讯缆，并通过静态拉力试验验证缆绳自身工作拉力；通过成分分析、浸出试验验证敷塑纤维通讯缆最大化降低缆绳对于海中溶解态痕量金属的沾污。 相似文献
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介绍了石油标准物质的研究和制备方法,通过对该标准物质的均匀性和稳定性检验表明,该标准物质的均匀性良好,在5a内有效,标准物质符合国家标准,可用于海洋环境监测。 相似文献
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循环荷载下粉土液化流动特性拖球试验研究 总被引：1，自引：1，他引：0
基于流体力学中的Stokes黏滞阻力理论,以振动台试验为基础,开发了一套测量液化过程中粉土流变特性的拖球试验装置。在铺有粉土海床的模型箱内埋设光滑小球,通过测量小球水平运动过程中所受阻力值的大小,计算粉土液化的表观动力黏度,分析粉土液化过程中的表观动力黏度与超孔压比之间的关系,以及液化后表观黏度与应变率的变化规律。试验结果表明,振动台试验下,孔隙压力表现为迅速上升,粉土迅速达到液化状态;振动过程对海床固结影响较大;粉土海床在未达到完全液化状态时（ru<1）,表观黏度随超孔压比增大而减小,在液化状态下（ru=1）,剪应力随应变率增大而减小,粉土呈现出剪切稀化的特点,为典型的非牛顿流体特征。 相似文献
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Chung-Hwa Park Ji-Hwan Byun Kyung-Sik Won Hyun-Tae Cho 《Marine Georesources & Geotechnology》2017,35(1):127-135
The alluvial deposits are highly heterogeneous and thus special techniques for investigating the subsurface have been required to obtain high quality data. The objective of this study is to apply two geophysical methods to alluvial deposits: a seismic survey method and the electrical resistivity method. The one-dimensional sounding method known as the standard penetration test is also applied to investigate subsurface properties and to compare these results with those measured by the geophysical methods. In seismic survey method, the seismic impulse source system shotgun is used to strongly propagate the elastic wave through the soil. The nonpolarizable electrode is selected to obtain the most reliable result by reducing the contact resistance. The application test is performed at Nakdong River in the southern part of Korean Peninsula where the area consists of alluvial deposits. The four profiles are selected for conducting the geophysical methods and the ranges of profiles are 115 ～ 205 m with interval distance of 5 m. The six one-dimensional soundings are performed in the intersection of geophysical profiles. Even though the measured results based on the geophysical method and one-dimensional sounding show slight difference, every result is applied to estimate subsurface characterization as the complementary data. 相似文献
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For South Korea, liquefaction potential along the western coast has not been widely assessed because South Korea is considered to be a low seismic hazard. However, recent earthquake events and historical records indicate that the seismic hazard of South Korea should not be ignored. Moreover, as artificial fills are extensively used along the western coast for development, liquefaction evaluation of the soils in this area is necessary. In this paper, we present: (1) the seismic characteristics of the study area; (2) procedures for evaluating liquefaction potential, focusing on the liquefaction potential index (LPI) approach; and (3) LPI distributions at several representative locations along the western coast of South Korea under various seismic scenarios. The liquefaction potential index represents the liquefaction potential over the upper 20 m of a boring or sounding. Using cone penetration test (CPT) and standard penetration test (SPT) data from two coastal sites, we compare and discuss CPT-based and SPT-based LPI values, particularly values computed in nonplastic, silt-rich soils. In these soils, it appears that the CPT yields lower liquefaction resistance, resulting in large LPI values. Finally, discussion and suggestions are provided for CPT- and SPT-based liquefaction assessment of low plasticity and high fines content soils. 相似文献