[发明专利]一种深海缓波型脐带缆的非线性静态分析方法

摘要

一种深海缓波型脐带缆的非线性静态分析方法，包括以下步骤步骤一理论假设；步骤二建立力学分析模型脐带缆由于其细长特性，根据经典杆理论以脐带缆管道中心轴线位置描述其位形，划分为悬跨段和触地段；步骤三设定边界条件，脐带缆通过限弯器连接于水面浮式装置，将其连接简化为铰接连接，从而确定下放点LOP的边界条件；考虑脐带缆的直径影响，确定触地点处TDP的边界条件；步骤四数值求解，一旦顶端拉力T0确定，通过递推法从顶端依次计算出每一微分单元的构型，从而求解出脐带缆缓波型的整体形态。本发明有效实现深水缓波型脐带缆分析。在求解过程中脐带缆顶端拉力T0、悬跨段长度以及触地点位置都是未知量，仅顶端下放角θ0为已知参数，需要通过迭代运算进行数值求解；一旦顶端拉力T0确定，通过递推法从顶端依次计算出每一微分单元的构型，从而求解出脐带缆缓波型的整体形态。

主权项

一种深海缓波型脐带缆的非线性静态分析方法，其特征在于：所述方法包括以下步骤：步骤一：理论假设，条件如下：1.1)不考虑船体的耦合作用，忽略风荷载影响；1.2)仅考虑海流的拖曳水动力作用，不考虑波浪作用；1.3)海床简化为水平文克尔地基梁模型，即海床的垂直抵抗力简化为一系列线弹簧作用；1.4)脐带缆材料各向同性，始终处于弹性阶段，且忽略轴向变形影响；1.5)该力学分析为平面内分析，即二维分析；步骤二：建立力学分析模型脐带缆由于其细长特性，根据经典杆理论以脐带缆管道中心轴线位置描述其位形，划分为：悬跨段，从下放点LOP到触地点TDP之间的管段，由悬浮段L1、浮力块段L2以及下降着地段L3三部分组成；触地段，管道触地点TD)之后置于海床上的管段；根据上述深水脐带缆缓波型划分，建立两个坐标系分别对悬跨段和触地段进行力学分析：整体坐标系(x,y)以下放点(LOP)为该坐标系原点，用以分析悬跨段力学特性；局部坐标系(x1,y1)以触地点(TDP)为该坐标系原点，用以分析触地段力学特性；步骤三：设定边界条件脐带缆通过限弯器连接于水面浮式装置，将其连接简化为铰接连接，从而确定下放点LOP的边界条件；考虑脐带缆的直径影响，确定触地点处TDP的边界条件；步骤四：数值求解在求解过程中脐带缆顶端拉力T0、悬跨段长度以及触地点位置都是未知量，仅顶端下放角θ0为已知参数，需要通过迭代运算进行数值求解；一旦顶端拉力T0确定，通过递推法从顶端依次计算出每一微分单元的构型，从而求解出脐带缆缓波型的整体形态。