深水鋼懸鏈立管的動(dòng)力分析.pdf

1、我國(guó)的南海油氣資源非常豐富，但大部分處于深海。而我國(guó)的油氣開采主要處于淺海區(qū)域，技術(shù)落后于其他國(guó)家，因此深海自主技術(shù)的研究迫在眉睫。深水開發(fā)時(shí)，立管系統(tǒng)必不可少。鋼懸鏈立管是深水開發(fā)立管系統(tǒng)的第一選擇。它和海洋纜索系統(tǒng)類似屬于細(xì)長(zhǎng)的海洋工程結(jié)構(gòu)物，幾何非線性非常顯著。
　　本文使用集中質(zhì)量法來研究鋼懸鏈立管的動(dòng)力響應(yīng)特性。該方法廣泛應(yīng)用于海洋纜索系統(tǒng)的動(dòng)力分析，在過去的幾十年中，已經(jīng)得到極大的完善并且計(jì)算結(jié)果足夠精確。目前大部分文

2、獻(xiàn)在建立模型時(shí)，大都建立在自然坐標(biāo)系中，再通過坐標(biāo)轉(zhuǎn)換由自然坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換到慣性坐標(biāo)系，在計(jì)算過程中還需要去除產(chǎn)生奇異性的點(diǎn)。本文在慣性系下推導(dǎo)出各種作用于鋼懸鏈立管的載荷的計(jì)算方程，由牛頓第二定律得出完整的三維集中質(zhì)量模型，該模型避免了繁瑣的坐標(biāo)轉(zhuǎn)換和奇異性的發(fā)生。同時(shí)為了編程方便，把模型轉(zhuǎn)化為了矩陣形式。求解方程時(shí)，為了減少計(jì)算量和節(jié)省求解時(shí)間本文使用自適應(yīng)步長(zhǎng)的龍格庫(kù)塔法，給出了三種不同形式的懸鏈線方程用于初值的計(jì)算，給定的初始條件不