整体式止屈器数值模拟方法与优化研究

作者：颜铠阳,余建星,余杨,韩梦雪,许伟澎,张春迎

摘要：海底管道是海洋石油主要的运输方式,但海底管道在外部静水压力作用下很可能发生局部屈曲压溃,造成灾难性后果。安装止屈器可有效阻止屈曲传播,保证管道安全,整体式止屈器在实际中应用最为广泛。整体式止屈器存在通过减小止屈器体积以节约成本进行优化的可能性,因此,在保证止屈器止屈效果的前提下,可通过减小止屈器的体积,以达到减轻重量、节约成本、减少安装难度等多种目的。研究过程中使用ABAQUS进行模型的仿真模拟,比较了广义弧长法的优缺点,决定选用更方便的静水流体单元法,计算得到不同止屈器的穿越压力以及相应的体积,对比各止屈器的穿越压力变化和体积变化,实现结构优化的目标。基于以上研究,可以得出减少止屈器体积的结构优化方案具有可行性的结论。

发文机构：天津大学水利工程仿真与安全国家重点实验室 天津大学天津市港口与海洋工程重点实验室

关键词：管道屈曲整体式止屈器数值模拟结构优化pipeline bucklingintegral buckle arrestornumerical simulationoptimization

分类号： P752[天文地球—海洋科学]TE83[石油与天然气工程—油气储运工程]