摘要：流体和结构物之间相互耦合时易发生涡激运动现象,该现象不仅包含流固耦合的共性,还具有其自身特性。为了更好对平台涡激运动情况下周围的流场特征及自身振动特性进行研究,采用重叠网格技术模拟结构物涡激运动过程中周围流场变化及平台振动响应。所选取的研究对象原型为服役于墨西哥湾的桁架式Spar平台,建立平台硬舱部分的简化模型,监测其在不同约化速度下的升阻力变化、涡旋生成与泄放规律,分析得到平台在涡激运动时的响应状况,可以作为后续平台设计的参考,用来提高平台工作的安全性。

摘要：基于ABAQUS/AQUA模块,当Spar平台发生涡激运动时,对与平台相连接的柔性立管进行时域动态响应分析,得到了不同折合速度下柔性立管的应力响应曲线。对立管触地区域和悬垂段进行了细化的分析,并利用S-N曲线和Miner线性累积损伤理论对平台涡激运动引起的柔性立管疲劳损伤进行了计算。研究结果表明:平台涡激运动对立管触地区域和悬垂段的影响较大,这两部分最容易在长时间的工作中产生疲劳损伤。特别是平台运动到近点时,立管触地区域受到的应力急剧增加,这个区域是立管工作的危险区域,应该特别注意。该研究结论可以作为立管结构设计和海底铺设时的参考,通过增加立管触地区域的结构强度和优化铺设方式,从而来提高立管的疲劳寿命和系统的安全性。

摘要：针对深海立管在理想环境和外部水环境中发生碰撞的情况,从立管碰撞最大径向位移和应力峰值两方面展开研究,充分利用ABAQUS仿真得到的数据,基于数值模拟和回归分析,提出四因素三水平的立管碰撞响应面分析方法。采用 Design-Expert软件的BOX设计,对立管的非线性碰撞过程中的碰撞应力峰值和最大径向位移等两个试验指标进行回归分析并分别建立二次响应面回归模型。通过将响应面分析所得最优化解与有限元计算结果的对比,最终验证了响应面分析方法及所得模型的准确性。