Modeling deepwater seabed steady-state thermal fields around buried pipeline including trenching and backfill effects     

《Computers and Geotechnics》2014

Deepwater pipelines are designed to transport mixtures of oil and gas, and their associated impurities at wellhead temperatures that can be in excess of 149 °C (∼300 °F or 422 K) while the external temperature maybe in the range of 5 °C (∼41 °F or 278 K). Depending on the circumstances these pipelines may be buried for physical protection or for additional thermal insulation using robotic trenching equipment. This results in a complex cut and backfill geometry in the seafloor in addition to altering the thermal properties of the backfill. A two-dimensional boundary element model was developed specifically to address to investigate the local steady-state thermal field in the near field of the pipeline. The model allows one to account for the complex geometries in the near field associated with this burial technique, site-specific multi-layered soil conditions and the seawater adjacent to the seafloor. A parametric study was preformed to evaluate effects of the thermal power loss, burial depth, pipe diameter and soil thermal conductivity on the thermal field in the near field of a buried pipeline. The numerical examples illustrate the influence of the backfill thermal property on the temperature at the pipe wall, that the pipe diameter controls the required output thermal power needed to maintain the desired pipe wall temperature, and the importance of pipeline burial depth on seabed temperature distribution above the pipeline.  相似文献   

Critical Top Tension for Static Equilibrium Configuration of A Steel Catenary Riser     

Chainarong ATHISAKUL  Karun KLAYCHAM  Somchai CHUCHEEPSAKUL 《中国海洋工程》2014,(6):829-842

This paper aims to present the critical top tension for static equilibrium configurations of a steel catenary riser（SCR） by using the finite element method. The critical top tension is the minimum top tension that can maintain the equilibrium of the SCR. If the top tension is smaller than the critical value, the equilibrium of the SCR does not exist. If the top tension is larger than the critical value, there are two possible equilibrium configurations. These two configurations exhibit the nonlinear large displacement. The configuration with the smaller displacement is stable, while the one with larger displacement is unstable. The numerical results show that the increases in the riser＇s vertical distances, horizontal offsets, riser＇s weights, internal flow velocities, and current velocities increase the critical top tensions of the SCR. In addition, the parametric studies are also performed in order to investigate the limit states for the analysis and design of the SCR.  相似文献   

浅析如何在溶剂萃取机理研究中正确使用斜率法          下载免费PDF全文

高丹丹  李东东 《盐湖研究》2019,27(3):27-34

斜率法是萃取机理研究最为常用的方法之一。尽管其理论基础和使用方法非常简单,但该方法却常常被误用,导致其非但不能有效的确定萃取机理,反而产生了误导性结论。本文以t-BAMBP萃取碱金属离子(K~+、Rb~+、Cs~+)体系为例讨论了常见的错误用法以及造成这类情况的根源问题,之后对其他萃取体系中类似错误用法进行了简要评述,表明斜率法的错误使用主要源于对萃取反应方程式的错误假定及对工作方程推导过程中引入的近似处理理解不当。最后总结了在萃取机理研究中正确使用斜率法的几点注意事项。  相似文献   

导管架平台拆除过程稳定性及影响因素分析     

孙树峰  吕涛  陈国明  孙久洋  宋玉东  何睿 《海洋工程》2020,38(1):140-146

现有服役海洋平台正逐步走向老龄化,海洋平台拆除成为海洋工程新的经济增长点。针对达到服役年限的导管架平台,基于数值分析方法模拟拆除过程,开展平台在不同拆除阶段和环境载荷等参数下的稳定性及影响规律研究。基于钢结构整体稳定性理论,以导管架平台拆除过程中顶点位移为参考,定义导管架平台拆除作业稳定性指标,提出拆除作业阶段划分方法,通过分析导管架平台在不同影响因素作用下拆除过程稳定性响应,给出拆除作业建议。选取我国南海某4裙12腿进行实例分析,结果表明:主桩腿对导管架平台起决定性承载作用,拆除部分主桩腿后需要引入外部支撑力,以保证拆除作业安全进行;拆除构件越多,来浪方向和环境载荷大小对平台影响越加显著。研究结果可为导管架平台拆除作业提供参考。  相似文献   

基于ABAQUS的深水连接器连接性能分析     

曹博  蔡志杰  石中玉  张玉龙  段梦兰 《海洋工程》2020,38(3):132-139

为解决现有深水连接器连接性能研究中力学分析建模不准确,且缺乏抗弯抗扭能力分析的问题,基于ABAQUS有限元分析软件对深水连接器进行三维模型动态仿真分析,对连接器的受力、密封性能以及在实际工程需求中不同内压下的抗弯及抗扭性能进行深入研究。结果表明:在安装及生产两种工况下,深水连接器各部件除密封环外受力均满足其强度设计要求,密封环接触表面发生合理塑性变形,满足密封要求;随着内压的增加,深水连接器的抗弯能力逐渐下降,抗扭能力则呈现增加的趋势;极限弯矩分别在0 MPa与35 MPa内压下的判定依据为密封失效,在14 MPa与52 MPa内压下的判定依据为下毂座屈服,而极限扭矩在不同内压下的判定依据均为密封失效。  相似文献   

北部湾地区海砂填料的动力特性分析     

王家全  陈胜前  唐毅  黄世斌  黄钦政 《海洋工程》2020,38(5):149-155

为研究北部湾地区海砂填料的动力特性，采用高级动态三轴测试系统开展循环荷载下的动三轴试验，研究不同围压及不同动应力幅值对海砂动力特性的影响规律。试验结果表明：轴向累计应变随围压增加而减小，围压150 kPa时振次10 000后应变仅为3%；随着动应力幅值的增大轴向累积应变随之增大，且达到破坏标准的时间越短。动弹性模量随着动应力幅值和围压的增加而增大，不同围压下动弹性模量随动应变的增加出现先骤减再略减后稳定的发展趋势，ε_d>0.3%后开始趋于稳定；不同动应力幅值下动弹性模量出现先增后减直至稳定的趋势，其中动应力幅值对动弹性模量有明显的影响，围压影响相对较小。孔压比随动应力幅值增加而减小，随围压增加而增加。  相似文献   

城市创意产业空间动态集聚演化的计算与可视优化方法     

周琦  高长春 《地球信息科学学报》2020,22(5):1033-1048

基于人文地理视角下的城市创意产业图像可视化分析对城市深层次空间综合和区域创新发展具有重大意义。但Swarm群智能动态时空建模难以满足创意产业空间集聚的可视化发展。本文研究目标是,从城市区域创意产业空间聚类影响因素指标出发,创新性地提出区域空间动态集聚轨迹算法（Density-Based Interest Spatial Clustering of Path,DBICP）,并与计算机浏览器共建聚类可视化图像,为城市管理提供决策依据。首先,根据影响因素指标体系,利用2014—2018年空间卡口流量数据和产业指标数据进行预处理,构建空间标准聚类算法DBSCAN。然后,对其进行聚类密度分级优化形成全新DBICP算法并得出初步轨迹图像。最后,通过源码转译实现了浏览器界面下空间动态集聚轨迹图像的输出。结果表明：以上海市为例,普陀区、浦东新区、徐汇地区的创意产业空间分布形成了3种不同的聚类模式,并相应提出了分摊、均布、虹吸的管控策略。此方法克服了传统图像的聚类分级和轨迹测量的缺失,可以有效地从指标数据中发现图像轨迹聚类信息,体现了地理信息科学和人文社会学科的交叉融合。也为大数据动态图像的集聚方法提供了全新视角和借鉴价值。  相似文献   

级配碎石填料大三轴试验及累积塑性应变预测模型     

杨志浩  岳祖润  冯怀平  叶朝良  马德良 《岩土力学》2020,41(9):2993-3002

级配碎石作为重载铁路基床表层的主要填料，其受列车荷载的影响最大。因此，研究级配碎石在循环荷载作用下的动力行为及累积塑性应变演化特征变得尤为重要。首先，通过制备不同细粒含量的级配碎石填料，开展一系列大型动三轴试验，探究细粒含量、围压及动应力幅值对循环荷载作用下试样累积塑性应变的耦合影响机制。其次，基于塑性安定理论，确定不同应力水平下试样的动力行为，得到考虑围压及细粒含量参数的塑性蠕变状态临界动应力计算模型。最后，结合试验数据，建立考虑应力水平及细粒含量参数的塑性蠕变动力行为累积塑性应变预测模型，并明确各参数的物理意义。其研究成果可为既有重载铁路路基健康状态评估及考虑强度、变形综合控制的路基结构设计提供参考。  相似文献   

A novel coupled FDM-DEM modelling method for flexible membrane boundary in laboratory tests     

Hua-Xiang Zhu  Zhen-Yu Yin  Qiang Zhang 《国际地质力学数值与分析法杂志》2020,44(3):389-404

Difficulties are involved in discrete element method (DEM) modelling of the flexible boundary, that is, the membranes covering the soil sample, which can be commonly found in contemporary laboratory soil tests. In this paper, a novel method is proposed wherein the finite difference method (FDM) and DEM are coupled to simulate the rubber membrane and soil body, respectively. Numerical plane strain and triaxial tests, served by the flexible membrane, are implemented and analysed later. The effect of the membrane modulus on the measurement accuracy is considered, with analytical formulae derived to judge the significance of this effect. Based on an analysis of stress-strain responses and the grain rotation field, the mechanical performances produced by the flexible and rigid lateral boundaries are compared for the plane strain test. The results show that (1) the effect of the membrane on the test result becomes more significant at larger strain level because the membrane applies additional lateral confining pressure to the soil body; (2) the tested models reproduce typical stress and volumetric paths for specimens with shear bands; (3) for the plane strain test, the rigid lateral boundary derives a much higher peak strength and larger bulk dilatation, but a similar residual strength, compared with the flexible boundary. The latter produces a more uniform (or ‘diffuse') rotation field and more mobilised local kinematics than does the former. All simulations show that the proposed FDM-DEM coupling method is able to simulate laboratory tests with a flexible boundary membrane.  相似文献   

铁同位素分析测试技术研究进展   总被引：5，自引：3，他引：2  

秦燕  徐衍明  侯可军  李延河  陈蕾 《岩矿测试》2020,39(2):151-161

铁是地球上丰度最高的变价元素,在自然界大量分布于各类矿物、岩石、流体和生物体中,并广泛参与成岩作用、成矿作用、热液活动和生命活动过程。铁同位素组成对地球化学、天体化学和生物化学方面提供重要的信息,是同位素地球化学研究领域的热点。铁同位素的精确测量是开展相关研究的重要基础。本文评述了铁同位素测试技术的研究进展,主要包括:①溶液法测试铁同位素样品纯化过程中阴离子树脂的改进;②质谱分析从传统的热电离质谱法发展为多接收电感耦合等离子体质谱法;③激光微区原位测试技术的研发等。在此基础上,对测试过程中会导致产生铁同位素分馏的步骤和校正方法进行了总结,并对各种测试方法的优缺点进行了评述。本文认为:溶液法分析流程长且复杂,但分析精度高(0.03‰,2SD)、方法稳定;微区原位分析方法从纳秒激光剥蚀发展为飞秒激光剥蚀,脉冲持续时间更短、脉冲峰值强度更高(可达10~(12)W),聚焦强度超过10~(20)W/cm~2,使其具有分析速度快、空间分辨率高的优势。微区原位法可以从微观角度去讨论铁同位素变化的地球化学过程,但基体效应的存在限制了微区原位铁同位素的广泛应用。因此,缩短溶液法分析流程,开发系列基体匹配的标准样品,是铁同位素分析方法研发的方向。  相似文献