深水顶张式立管的非线性动力分析及浪致疲劳研究
随着海洋事业的迅速发展，人类油气勘测开发的范围已由浅海逐渐过渡到深海，深海有大量的油气资源，中国的深海开发已迫在眉睫。海洋立管系统是海洋下部基础结构的关键组成部分，但也是薄弱易损的构件之一。作为独立的深水开发项目，海洋立管工程在海洋油气开发中具有十分重要的地位，是海洋石油天然气工业的重点。
本文第一部分作为基础知识部分，主要介绍了近海结构水动力学中最基本的波浪理论。讨论了线性波浪理论和斯托克斯波浪理论的基本方程及其推导，介绍了海洋工程结构物中小构件波浪力的计算方法。在计算小构件的波浪荷载时，介绍了Morison方程以及波浪理论的选取、拖曳力系数和惯性系数的确定。
本文第二部分从理论上出发，考虑TTR所受到的内外荷载，建立了其顺流向的运动微分方程，并且确定了其定解条件。然后，主要介绍了直接积分法的求解方法。
本文第三部分使用大型综合有限元分析软件ABAQUS对TTR进行建模、加载、在顶端施加运动边界条件。在四种典型工况下，利用非线性的STOKES五阶波对立管进行了时域非线性动态分析。最后得到立管顶端和底端的应力时程曲线、位移时程曲线并对其进行了分析，研究了立管的动力特性。
本文第四部分主要在立管动力分析结果的基础之上，对TTR进行浪致疲劳损伤分析，研究了波浪对立管疲劳性能的影响。这在工程实践中将有着非常重要的意义。
深水顶张式立管;非线性动力分析;浪致疲劳
中国海洋大学
硕士
港口、海岸及近海工程
黄维平
2009
中文
P756.2
76
2009-09-28（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）