低温柔性管道关键结构层的多目标优化设计

作     者：英玺蓬 曹慧鑫 杨志勋 杨亮 刘淼儿 范嘉堃 李方遒 阎军 YING Xipeng;CAO Huixin;YANG Zhixun;YANG Liang;LIU Miaoer;FAN Jiakun;LI Fangqiu;YAN Jun

作者机构：大连理工大学工程力学系工业装备结构分析国家重点实验室辽宁大连116024 哈尔滨工程大学机电工程学院黑龙江哈尔滨150001 中海石油气电集团技术研发中心北京100028 

基　　金：国家自然科学基金资助项目(U1906233,11732004,52001088) 山东省重点研发计划项目(2019JZZY010801) 工业装备结构分析国家重点实验室开发基金资助项目(GZ20105) 

出 版 物：《海洋工程》 (The Ocean Engineering)

年 卷 期：2022年第40卷第6期

页      码：142-151页

摘      要：低温柔性管道是海上浮式液化天然气装置系统(FLNG)的核心输运装备。针对低温柔性管道多材料、多层复合的结构设计难点,将其按照不同功能解耦成内衬层、抗拉铠装层以及辅助层三个关键结构层。基于神经网络模型(RBF)、Kriging模型以及响应面模型(RSM)三种建模方法建立了上述三个结构层响应分析的代理模型,并通过模型准确度的比较,发现RBF的误差均最小。在优化设计中,基于遗传算法分别对低温柔性管道上述关键结构层进行多目标优化设计。在内衬层结构的优化中,以质量及弯曲刚度最小为优化目标;在抗拉铠装层结构的优化中,以质量最小及拉伸刚度最大为优化目标;在辅助层结构的优化中,以质量、弯曲刚度及传热速率最小为优化目标。研究工作为低温柔性管道的结构提供了关键设计参数及理性的设计方法。

主 题 词：低温柔性管道 关键结构层 数值模拟 遗传算法 代理模型 多目标优化设计 Pareto优化解集 

学科分类：081505[081505] 08[工学] 0815[工学-矿业类] 0824[工学-林业工程类] 0814[工学-地质类] 082401[082401] 

D　O　I：10.16483/j.issn.1005-9865.2022.06.015

馆 藏 号：203115624...