整體式止屈器數值模擬方法與優化研究

作者：顏鎧陽,余建星,余楊,韓夢雪,許偉澎,張春迎

摘要：海底管道是海洋石油主要的運輸方式,但海底管道在外部靜水壓力作用下很可能發生局部屈曲壓潰,造成災難性后果。安裝止屈器可有效阻止屈曲傳播,保證管道安全,整體式止屈器在實際中應用最為廣泛。整體式止屈器存在通過減小止屈器體積以節約成本進行優化的可能性,因此,在保證止屈器止屈效果的前提下,可通過減小止屈器的體積,以達到減輕重量、節約成本、減少安裝難度等多種目的。研究過程中使用ABAQUS進行模型的仿真模擬,比較了廣義弧長法的優缺點,決定選用更方便的靜水流體單元法,計算得到不同止屈器的穿越壓力以及相應的體積,對比各止屈器的穿越壓力變化和體積變化,實現結構優化的目標。基于以上研究,可以得出減少止屈器體積的結構優化方案具有可行性的結論。

發文機構：天津大學水利工程仿真與安全國家重點實驗室 天津大學天津市港口與海洋工程重點實驗室

關鍵詞：管道屈曲整體式止屈器數值模擬結構優化pipeline bucklingintegral buckle arrestornumerical simulationoptimization

分類號： P752[天文地球—海洋科學]TE83[石油與天然氣工程—油氣儲運工程]