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题名复杂海流载荷作用下的缓波形立管力学响应
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作者
高磊
李顺章
陈晓明
顾继俊
文健
黄晨
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机构
中国石油大学(北京)机械与储运工程学院
中海油研究总院有限责任公司
中国石油集团海洋工程有限公司
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出处
《石油矿场机械》
2025年第6期1-13,共13页
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基金
国家自然科学基金项目“基于共旋坐标法的海洋柔性立管与弹塑性海床接触机理及其扭转失稳研究”(52271299)。
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文摘
为了研究深海缓波形立管在复杂海流载荷作用下的力学行为,基于集中质量法建立力学模型,采用OrcaFlex软件开展多工况数值模拟。系统分析了均匀流、单向剪切流和线性双向剪切流三种流型下,不同流速与来流角度对立管变形特征及张力、剪力、弯矩分布的影响规律。研究表明,均匀流作用下立管顶端张力随流速呈二次方增长,流速2.0 m/s时达1 283 kN,较0.5 m/s工况增幅24.81%;双向剪切流引发“S”形空间变形,导致张力极值较均匀流提升7.64%;流速超过1.0 m/s时,剪力与弯矩极值分别衰减50%和57%,揭示几何刚度增强效应;90°来流角度产生最大横向偏移,45°斜向流工况张力极值差达5.3%,证实流固耦合响应的各向异性特征。研究成果可为深海立管抗流设计及安全评估提供理论依据与技术支持。
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关键词
缓波形立管
数值模拟
复杂海流流型
来流角度
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Keywords
slow wave riser
numerical simulation
complex ocean current pattern
current inflow angle
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分类号
TE952
[石油与天然气工程—石油机械设备]
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