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《大连理工大学》 2010年
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基于顶张紧式立管动力分析的关键参数研究

杨洪彪  
【摘要】: 海洋立管系统是海洋油气浮式钻采系统的关键组成部分,但也是薄弱易损的构件之一。立管的整体动力响应是影响平台正常、安全作业的重要因素,关于这方面的研究也是工程界和学术界研究热点。本文依托于国家863项目“顶张紧式立管(TTR)设计与安装关键技术研究”,针对一种适用于张力腿平台(TLP)的顶张紧式立管(TTR),研究其非线性动力分析实现方法,并利用有限元软件ABAQUS/AQUA对其进行数值仿真。 本文基于随机波浪理论,采用线性叠加法对随机波浪谱进行时域模拟,并根据随机波时域模拟的结果结合目标TLP平台振幅响应算子(RAOs)计算得出TLP平台的纵荡运动时间历程曲线。同时,采用时域计算方法,计算立管波浪飞溅区和立管下部区域在波浪以及平台联合作用下的非线性动力响应,计算过程中考虑了立管几何非线性与大变形的影响。此外,本文还研究了目标TTR在百年一遇极端海况下的动力响应情况,重点分析了立管中的等效应力水平,弯矩,立管纵向变形及横向变形等。在此基础之上,本文进一步研究分析了影响TTR非线性动力响应的几个重要参数:顶部张力因子(ttf),TLP平台位移以及海流等,并研究了这些参数对TTR动力响应的敏感性问题。 分析结果表明:立管的动力响应受顶部TLP平台水平位移以及ttf的影响较大,且随着立管顶部张力的增加,立管的变形逐渐变小,但是顶张力的增加显著提高了立管内部的等效应力。TTR立管顶部的应力水平,随着ttf矽的增大而增大,底部的应力水平却随着ttf的增大而减小,立管系统设计时应着重于寻求立管上下端的应力平衡点。工程应用中对应不同工况下,应设置不同的ttf;平台位移、海流对立管动力响应都有一定的影响,其中平台位移影响最大,波浪的影响仅仅局限于立管的上部波浪飞溅区,海流则对全管均有影响。
【学位授予单位】:大连理工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2010
【分类号】:U674.38;U661.3

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【引证文献】
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1 张崎;黄一;赵炳星;;深水TTR立管管中管结构非线性时域分析[J];船舶工程;2012年04期
2 王坤鹏;薛鸿祥;唐文勇;;全耦合深海平台系统中液压张紧器的数值模拟[J];上海交通大学学报;2012年10期
中国硕士学位论文全文数据库 前1条
1 赵炳星;管中管结构非线性时域分析[D];大连理工大学;2011年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 宋儒鑫;深水开发中的海底管道和海洋立管[J];船舶工业技术经济信息;2003年06期
2 王腾;张修占;朱为全;;平台运动对深水钻井隔水管非线性动力响应的影响(英文)[J];船舶力学;2010年06期
3 畅元江;陈国明;孙友义;许亮斌;彭朋;;Nonlinear Dynamic Analysis of Deepwater Drilling Risers Subjected to Random Loads[J];China Ocean Engineering;2008年04期
4 A.W.范,艾尔萨克,陈杰诚;柔性立管在波浪中的特性[J];广东造船;1994年01期
5 周宏杰,闫澍旺,孙国民;复杂条件下双层立管的有限元分析[J];海洋工程;2004年01期
6 王腾;张修占;朱为全;;平台运动下深水钻井隔水管非线性动力响应研究[J];海洋工程;2008年03期
7 ;Stress Analysis of Top Tensioned Riser Under Random Waves and Vessel Motions[J];Journal of Ocean University of China;2010年03期
8 郭海燕,王树青,刘德辅;海洋环境荷载下输液立管的静、动力特性研究[J];青岛海洋大学学报(自然科学版);2001年04期
9 郭海燕;董文乙;娄敏;;海中输流立管涡激振动试验研究及疲劳寿命分析[J];中国海洋大学学报(自然科学版);2008年03期
10 畅元江;陈国明;孙友义;许亮斌;;深水钻井隔水管的准静态非线性分析[J];中国石油大学学报(自然科学版);2008年03期
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 畅元江;深水钻井隔水管设计方法及其应用研究[D];中国石油大学;2008年
中国硕士学位论文全文数据库 前2条
1 任大朋;深水立管涡激振动的耦合模拟及抑制方法研究[D];大连理工大学;2006年
2 张睿;张力腿平台TTR立管壁厚设计研究[D];大连理工大学;2009年
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 冯福璋;冯雅丽;张文明;;大洋多金属结核1km海上开采实验系统扬矿管水平液动力分析和计算[J];北京科技大学学报;2006年11期
2 余建星,俞永清,李红涛,吴海欣;海底管跨涡激振动疲劳可靠性研究[J];船舶力学;2005年02期
3 王一飞;潘志远;黄小平;崔维成;;深海立管涡激振动疲劳损伤影响因素分析[J];船舶力学;2006年05期
4 丁红岩;乐丛欢;张浦阳;;双层立管在船舶撞击作用下结构行为分析[J];船舶力学;2010年08期
5 余建星;傅明炀;;海底管线在波流联合作用下疲劳寿命预测方法研究[J];船舶力学;2011年Z1期
6 程峰;;2×8000t半潜起重铺管船铺管系统研究[J];船舶;2012年01期
7 高晓芳,杨新华,许幸新;用数值法计算圆形沉浮式深海网箱的下潜水深[J];水产科学;2005年09期
8 韩志强;Bernt J.Leira;李飒;;Coupling Effect of Riser on Integrated FPS in Deepwater Area[J];China Ocean Engineering;2009年04期
9 傅俊杰;杨和振;;Fatigue Characteristic Analysis of Deepwater Steel Catenary Risers at the Touchdown Point[J];China Ocean Engineering;2010年02期
10 张洁;朱东生;张永水;曾金明;;考虑动水压力作用的深水桥墩地震响应分析[J];重庆交通大学学报(自然科学版);2012年03期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 畅元江;陈国明;王荣耀;鞠少栋;;深水钻井隔水管系统钻前设计软件开发与验证[A];纪念徐秉汉院士船舶与海洋结构力学学术会议论文集[C];2011年
2 戴澍;解德;;基于ABAQUS的海洋风电机组支撑结构波浪力分析[A];中国钢结构协会海洋钢结构分会2010年学术会议暨第六届理事会第三次会议论文集[C];2010年
3 周媛;陈先;梁忠旭;吴则华;;浮筒材料在深水技术开发海洋立管中的应用(英文)[A];第十届中国科协年会论文集(四)[C];2008年
4 鞠少栋;陈国明;畅元江;孙友义;;辅助管线对深水钻井隔水管涡激振动影响分析[A];第十三届中国科协年会第13分会场-海洋工程装备发展论坛论文集[C];2011年
5 闫澍旺;封晓伟;潘晓东;;海冰作用下双层立管的稳定性分析[A];第十四届中国海洋(岸)工程学术讨论会论文集(上册)[C];2009年
6 李伟;段梦兰;曹静;沙勇;李光銮;;深水钢悬链线立管触地区振动响应动力特性[A];第十五届中国海洋(岸)工程学术讨论会论文集(上)[C];2011年
7 黄维平;孙铭远;;圆柱管束涡激振动实验分析研究[A];第十五届中国海洋(岸)工程学术讨论会论文集(上)[C];2011年
8 刘洪涛;蔡元浪;;谱技术在裙桩套筒疲劳分析中的应用[A];第十五届中国海洋(岸)工程学术讨论会论文集(上)[C];2011年
9 刘卫其;;一种海浪发电装置“海洋骑士”的设计研究[A];中国可再生能源学会2011年学术年会论文集[C];2011年
10 雷松;张文首;赵岩;岳前进;;FDPSO立管涡激振动响应分析[A];第18届全国结构工程学术会议论文集第Ⅲ册[C];2009年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 孟丹;钢悬链线输流立管非线性振动数值模拟[D];中国海洋大学;2010年
2 李效民;顶张力立管动力响应数值模拟及其疲劳寿命预测[D];中国海洋大学;2010年
3 唐世振;考虑顺流向振动的深水顶张力立管涡激振动分析[D];中国海洋大学;2010年
4 张营川;筒型和翼型结构旋涡发放问题的数值仿真研究[D];大连理工大学;2011年
5 张强;换热管及内外流体多场耦合数值分析方法研究[D];东北石油大学;2011年
6 赵晶瑞;经典式Spar平台非线性耦合动力响应研究[D];天津大学;2010年
7 刘喜珠;海上风电大直径宽浅筒型基础结构设计及安全性研究[D];天津大学;2010年
8 陈团海;老龄平台结构完整性动态评估与风险控制[D];中国石油大学;2011年
9 王懿;基于触地点管土相互作用的深水SCR安装力学模型研究[D];大连理工大学;2011年
10 李少华;海洋平台水动力系数反演方法及实验研究[D];湖南大学;2010年
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1 孟扬;浮子式波浪发电装置设计及其功率特性研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
2 刘鹏;深海钻井立管概念设计与分析[D];哈尔滨工程大学;2010年
3 高峰;超深水顶端张紧式钻井隔水管结构与VIV疲劳分析[D];哈尔滨工程大学;2010年
4 王洋;自升式平台主体沿桩腿升降过程中的RPD预测[D];哈尔滨工程大学;2010年
5 董婧;挠性立管涡激振动的离散涡方法研究[D];大连理工大学;2010年
6 于馨;Spar平台涡激运动对立管的动响应及疲劳分析[D];大连理工大学;2010年
7 唐东洋;风浪联合作用下深水半潜式平台水动力性能实验研究[D];大连理工大学;2010年
8 李卫锋;基于张力腿平台的顶张紧式立管安装分析[D];大连理工大学;2010年
9 康万军;波浪经过斜坡潜堤后的传播变化规律研究[D];长沙理工大学;2010年
10 陈海明;深水立管束涡激振动分析和数值模拟[D];中国海洋大学;2010年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 宋儒鑫;深水开发中的海底管道和海洋立管[J];船舶工业技术经济信息;2003年06期
2 王腾;张修占;朱为全;;平台运动对深水钻井隔水管非线性动力响应的影响(英文)[J];船舶力学;2010年06期
3 丁红岩;乐丛欢;张浦阳;;双层立管在船舶撞击作用下结构行为分析[J];船舶力学;2010年08期
4 马珉;吕学谦;;深水资源:中国能源可持续发展的重要领域——访中国海洋石油总公司副总工程师曾恒一院士[J];高科技与产业化;2008年12期
5 周宏杰,闫澍旺,孙国民;复杂条件下双层立管的有限元分析[J];海洋工程;2004年01期
6 王腾;张修占;朱为全;;平台运动下深水钻井隔水管非线性动力响应研究[J];海洋工程;2008年03期
7 徐正强;唐文勇;薛鸿祥;胡志强;;灾害海洋环境下TLP深水张紧式生产立管安全性评估[J];海洋工程;2010年03期
8 ;Stress Analysis of Top Tensioned Riser Under Random Waves and Vessel Motions[J];Journal of Ocean University of China;2010年03期
9 郭海燕,王树青,刘德辅;海洋环境荷载下输液立管的静、动力特性研究[J];青岛海洋大学学报(自然科学版);2001年04期
10 王小东;郭海燕;高秦岭;孟丹;;钢悬链线立管触地点区域管土相互作用的有限元分析[J];中国海洋大学学报(自然科学版);2010年S1期
中国硕士学位论文全文数据库 前5条
1 高秦岭;钢悬链线立管的ANSYS非线性有限元分析[D];中国海洋大学;2010年
2 王丹丹;水下立管载荷与运动计算分析[D];大连理工大学;2006年
3 任大朋;深水立管涡激振动的耦合模拟及抑制方法研究[D];大连理工大学;2006年
4 张睿;张力腿平台TTR立管壁厚设计研究[D];大连理工大学;2009年
5 冯爱春;深海平台及系泊与立管系统动力特性分析[D];上海交通大学;2010年
【二级参考文献】
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1 宋儒鑫;深水开发中的海底管道和海洋立管[J];船舶工业技术经济信息;2003年06期
2 王一飞;潘志远;黄小平;崔维成;;深海立管涡激振动疲劳损伤影响因素分析[J];船舶力学;2006年05期
3 郭海燕 ,王树青 ,吴纪宁 ,刘德辅;Dynamic Characteristics of Marine Risers Conveying Fluid[J];China Ocean Engineering;2000年02期
4 郭海燕,王元斌,傅强;The Effect of Internal Fluid on the Response of Vortex-Induced Vibration of Marine Risers[J];China Ocean Engineering;2004年01期
5 畅元江;陈国明;孙友义;许亮斌;彭朋;;Nonlinear Dynamic Analysis of Deepwater Drilling Risers Subjected to Random Loads[J];China Ocean Engineering;2008年04期
6 王立军,陈锋,丁福光,施小成;船舶动力定位海浪环境的实时仿真与海浪谱分析[J];华东船舶工业学院学报(自然科学版);2001年01期
7 白连平,苏彦民,陈秀真,徐兴平;三维随机海浪的数值模拟[J];中国海上油气.工程;2000年02期
8 周宏杰,闫澍旺,孙国民;复杂条件下双层立管的有限元分析[J];海洋工程;2004年01期
9 李维嘉,陈浩牧,解贵新;基于波谱密度特性的海浪仿真研究[J];海洋工程;2004年04期
10 马杰,田金文,彭复员;海浪的数值模拟及其仿真[J];华中理工大学学报;2000年04期
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1 王艺;陈伟民;;均匀来流中圆柱涡激振动负附加质量[A];第十二届中国海岸工程学术讨论会论文集[C];2005年
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1 周俊昌;海洋深水钻井隔水管系统分析[D];西南石油学院;2001年
2 陈虹丽;基于π型舵船舶纵向多变量随机控制方法研究[D];哈尔滨工程大学;2004年
3 殷志明;新型深水双梯度钻井系统原理、方法及应用研究[D];中国石油大学;2007年
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1 傅强;海洋输液立管动力特性及涡激振动响应理论研究[D];中国海洋大学;2004年
2 王丹丹;水下立管载荷与运动计算分析[D];大连理工大学;2006年
3 孙友义;海洋钻井隔水管系统涡激振动安全评估研究[D];中国石油大学;2007年
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1 黄秉政,徐珉;住宅排水管简捷计算初探[J];给水排水;2003年12期
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3 于东海;李列金;;虹吸式雨水排放系统的原理、特性及施工工艺[J];江苏建筑;2006年03期
4 马强;田荣涛;;深水立管之间的碰撞过程数值仿真[J];中国工程机械学报;2007年02期
5 赵世明;塑料排水立管的通水能力问题[J];给水排水;1996年02期
6 肖嵩;;高层建筑物燃气立管温差补偿的思考[J];上海煤气;2005年06期
7 李焰均;;虹吸屋面排水系统的特点及施工要点[J];广东科技;2007年04期
8 张毅;彭园园;魏耀东;时铭显;;循环流化床下料立管内气固两相流动状态与压力脉动的关系[J];过程工程学报;2008年01期
9 单艳彬,曲杰;浅谈寒冷地区伸顶通气管的合理安装[J];低温建筑技术;2003年02期
10 刘彬;;燃气立管在建筑物外墙安装美观问题探讨[J];石油化工应用;2006年01期
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1 李敢;黄小平;崔维成;;钢悬链线立管涡激疲劳损伤敏感参数研究[A];纪念徐秉汉院士船舶与海洋结构力学学术会议论文集[C];2011年
2 郑文青;杨和振;;钢悬链立管顶端柔性接头的疲劳分析研究[A];中国钢结构协会海洋钢结构分会2010年学术会议暨第六届理事会第三次会议论文集[C];2010年
3 李伟;段梦兰;曹静;沙勇;李光銮;;深水钢悬链线立管触地区振动响应动力特性[A];第十五届中国海洋(岸)工程学术讨论会论文集(上)[C];2011年
4 魏东泽;黄维平;;深水刚性立管与弹性立管涡激振动分析[A];第十五届中国海洋(岸)工程学术讨论会论文集(上)[C];2011年
5 孙丽萍;齐博;;塔式立管拖航分析研究[A];第十五届中国海洋(岸)工程学术讨论会论文集(上)[C];2011年
6 胡知辉;段梦兰;曹静;陈景皓;段庆全;;深水立管监测技术研究进展[A];第十五届中国海洋(岸)工程学术讨论会论文集(上)[C];2011年
7 夏宝莹;梁稷;苗春生;陈俊英;林守强;;动力定位船立管安装技术[A];2009年度海洋工程学术会议论文集(下册)[C];2009年
8 胡显伟;段梦兰;;基于ABAQUS的深水立管卷轴铺设非线性有限元分析[A];北京力学会第18届学术年会论文集[C];2012年
9 杨和振;郑文青;;深海钢悬链立管应力接头动力及疲劳性能研究[A];第十五届中国海洋(岸)工程学术讨论会论文集(上)[C];2011年
10 王懿;段梦兰;曹静;;深水钢质悬链线立管涡激振动疲劳寿命分析[A];第十五届中国海洋(岸)工程学术讨论会论文集(上)[C];2011年
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1 陈贺;哈尔滨供热即将市场化[N];中华建筑报;2002年
2 徐俊丽;自行车安全舒适最重要 大型企业质量好[N];中国质量报;2002年
3 ;深入了解自行车[N];中国质量报;2002年
4 孙海英;自行车价低质量也低[N];中国质量报;2002年
5 鄂兰;进军西部闯市场[N];中国水利报;2001年
6 郭文龄 潘占主;为国企改革建言献策[N];人民政协报;2000年
7 ;欧洲欲建泛欧电信管制体系[N];人民邮电;2001年
8 赵立勤;企业领导必须念好“管理经”[N];山西经济日报;2000年
9 本报记者 李小千;山东扩张紧急刹车 “连五洲”被疑空手套白狼[N];中国经济时报;2004年
10 董苏华;国际结构分析专家的经典力作[N];中国建设报;2006年
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1 孟丹;钢悬链线输流立管非线性振动数值模拟[D];中国海洋大学;2010年
2 戴伟;基于响应面方法的立管结构可靠性研究[D];哈尔滨工程大学;2012年
3 李朋;深水海洋输流立管涡激振动及干涉试验研究[D];中国海洋大学;2012年
4 邓瑞;海洋立管系统的应力磁测技术研究[D];中国海洋大学;2011年
5 高云;钢悬链式立管疲劳损伤分析[D];大连理工大学;2011年
6 李效民;顶张力立管动力响应数值模拟及其疲劳寿命预测[D];中国海洋大学;2010年
7 唐国强;立管涡激振动数值模拟方法及物理模型实验[D];大连理工大学;2011年
8 张永波;深海输液立管涡激振动预报及抑振技术研究[D];中国海洋大学;2011年
9 宋吉宁;立管涡激振动的实验研究与离散涡法数值模拟[D];大连理工大学;2012年
10 杨敏冬;深水浮式结构与系泊/立管系统的全时域非线性耦合动态分析[D];大连理工大学;2012年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 杨洪彪;基于顶张紧式立管动力分析的关键参数研究[D];大连理工大学;2010年
2 徐正强;灾害环境下深海立管的安全性评估[D];上海交通大学;2010年
3 傅俊杰;深海钢悬链立管动力分析及触地点疲劳特性评估[D];上海交通大学;2010年
4 李卫锋;基于张力腿平台的顶张紧式立管安装分析[D];大连理工大学;2010年
5 黄鸿;基于顶张紧式立管干涉分析的多目标优化设计[D];大连理工大学;2010年
6 倪侃侃;顶张紧式立管冲程能力分析及相关参数研究[D];大连理工大学;2011年
7 郑文青;深海钢悬链立管的疲劳及随机动力优化分析研究[D];上海交通大学;2011年
8 齐博;超深水钻井立管总体强度分析[D];哈尔滨工程大学;2012年
9 潘子龙;海洋立管与管线的碰扰问题分析[D];哈尔滨工程大学;2011年
10 蔡杰;海洋立管流固耦合特性数值模拟研究[D];上海交通大学;2010年
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