确定海洋管道铺设作业参数的软件实现

【摘要】： 为了确定用铺管船法铺设海洋管道过程中的作业参数，必须对海洋管道 的铺设方式和作业状态进行分析。对海洋管道分析主要分为管道数学模型的 建立和数值求解两方面内容。 考虑海洋管道非线性、弹性几何大变形问题，把铺设中的海洋管道作为 弹性大变形梁，用大挠度梁理论建立平衡微分方程，利用样条函数作为试函 数，采用加权残数法之配点法将管道的微分方程化简为一组非线性方程组， 求解非线性方程组得到问题的解。 在浅水铺管时，如果管道刚度较大，可以不考虑管道的变形引起的非线 性因素的影响，近似地把浅水中的管道模型视为线性梁，用线性有限单元法 求解。对于上述两种算法在浅海中的应用进行比较可知：采用线性梁、有限 单元法分析求解，虽然计算省时，但有一定局限性，只适合浅水中的管道分 析，否则计算误差较大；而采用大挠度梁、样条函数配点法分析求解，同样 计算时间较短并且满足工程精度要求。 本文主要用大挠度梁、样条函数配点法对深水、浅水中的管道进行了静 力、动力和收弃管等其它作业状态分析计算，在此基础上用面向对象的程序 设计方法编制了计算软件，本软件界面友好、计算速度快、适用范围广并且 满足工程精度要求。