教育部科学技术研究重大项目(305003)
- 作品数：12 被引量：108H指数：6
- 相关作者：周晶冯新胡家顺栾茂田李昕更多>>
- 相关机构：大连理工大学山东工商学院中国科学院武汉岩土力学研究所更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金教育部科学技术研究重大项目更多>>
- 相关领域：理学建筑科学石油与天然气工程天文地球更多>>
- 波浪引起的海底管线周围海床动力响应分析被引量：21
- 2008年
- 在目前的海床–管线相互作用问题研究中,管线与海床交界面一般假定为不可滑动,没有考虑海床–管线接触效应,同时也没有考虑土体和管线加速度效应对海床动力响应的惯性影响,同工程实际情况存在较大差异。为此,分别基于Biot动力固结理论和弹性动力学理论列出海床和海底管线的控制方程,进而根据摩擦接触理论考虑海床与管线之间的相互作用效应,建立海床–管线相互作用的有限元计算模型。根据计算发现,海床–管线接触效应对管线附近海床中的有效应力影响显著,不同的管沟形状对海床中由波浪所引起的超静孔隙水压力及有效应力影响显著。
- 栾茂田曲鹏杨庆郭莹
- 关键词：工业建筑海底管线超静孔隙水压力波浪荷载
- 初始几何缺陷对海底管道横向屈曲的影响被引量：6
- 2011年
- 为了研究初始几何缺陷对海底管道前、后屈曲的影响,基于ANSYS软件建立平坦海床上裸铺管道的非线性有限元模型,分析建模过程中初始几何缺陷的引入方法,得到缺陷幅值及缺陷长度对管道前屈曲及后屈曲的影响规律.结果表明:临界温差随着初始几何缺陷幅值的增加而降低,随着缺陷段长度的增加呈现先降低后增加的趋势;缺陷幅值及缺陷段长度对管道后屈曲的变形、弯矩及轴向应变影响不大.这对海洋管道工程设计提供指导.
- 刘羽霄葛涛李昕周晶
- 关键词：海底管道ANSYS软件
- 基于损伤可识别性的传感器优化布置方法被引量：16
- 2010年
- 为了满足结构健康监测和损伤识别的要求,提出了一种以损伤可识别性与模态可观测性相协调为目标的传感器优化布置方法.考虑损伤导致的结构响应变化,由结构运动方程推导出了结构响应与振型和损伤灵敏度之间的解析关系式.根据Fisher信息熵原理,建立了同时包含模态独立性信息和损伤灵敏度信息的目标函数.利用奇异值分解技术,发展了以Fisher信息矩阵最大和条件数最小为准则的迭代算法.算例分析表明,所提方法有效地克服了基于模态可观测性和基于损伤可识别性的传感器优化布置结果存在的差异,利用其优化结果进行的损伤识别比单一目标的结果具有更高的精度.
- 孙小猛冯新周晶
- 关键词：传感器优化布置
- 海底管线周围海床瞬时液化的数值分析被引量：1
- 2009年
- 地震荷载作用下,海床液化是海底管线失稳的主要原因之一。本文采用Mohr-Coulomb模型和Drucker-Prager模型,基于饱和多孔介质的Biot动力固结方程,进行了有效应力分析;利用大型有限元计算软件ADINA,计算得到了海底管线周围海床土体中的超孔隙水压力及其变化规律,并在此基础上进行了瞬时液化分析。在数值计算的过程中,引入粘弹性人工边界的方法模拟地震波由有限域到无限域的传播,从而更为实际地反映了在地震作用下,海底管线周围土体的动力响应问题。
- 张小玲栾茂田郭莹
- 关键词：海底管线超孔隙水压力地震荷载
- 地震断层作用下的埋地管道等效分析模型被引量：14
- 2009年
- 地震作用下,活动断层附近的埋地管道易发生强度屈服、局部屈曲或整体失稳等形式的破坏,建立准确、高效的埋地管道在断层作用下的计算模型,对管道的抗震设计和震后安全状态评估具有重要的实用价值。本文采用非线性弹簧模拟远离断层处埋地管道的反应,基于管土之间小变形段管道处于强化阶段,提出一种改进的管土等效分析模型,进一步减小了管土之间大变形段的分析长度,从而提高了有限元分析效率。该模型采用ALA推荐的方法计算管土间的滑动摩擦力,可以考虑土体种类的影响;用Kennedy方法确定管道的计算长度。通过与精确模型比较,验证了管土等效模型的合理性和有效性。
- 王滨李昕周晶
- 关键词：埋地管道断层作用
- 悬跨海底管线涡激振动试验研究被引量：6
- 2009年
- 基于水弹性相似关系,对海底管线服役期间常见悬跨高度和水流环境条件下,悬跨弹性海底管线涡激振动进行试验研究,采用粘贴于管线内壁的应变片测量振动过程中的应变。通过试验结果分析发现:在Vr<3.0情况下,悬跨管线涡激振动强度随折减速度Vr的增加而增加,Vr处于2.0附近时,悬跨管线涡激振动强度的增加较大,悬跨管线涡激振动强度不随相对悬跨高度e/D单调变化;当相对悬跨高度e/D>0.4时,管线主要以涡旋释放频率支配振动,此时相对悬跨高度e/D对悬跨管线振动支配频率影响不大,在相对悬跨高度e/D=0.4时,悬跨管线主要以其自身固有频率支配进行振动。另外,在相对悬跨高度e/D>0.4时,通过管线振动支配频率计算涡旋释放频率的斯特劳哈尔数St,计算所得St数均在0.18附近。
- 沙勇王永学王国玉李广伟陈智杰
- 关键词：海洋工程海底管道涡激振动
- 海底悬跨管道的状态识别被引量：3
- 2009年
- 提出了一种基于非线性核判别分析的悬跨管道状态识别方法。首先分析了悬跨管道状态识别问题的主要特点,根据悬跨管道状态变化频率结构的内部特征,构造由自然频率、归一化频率、频率变化率等特征参数组成的状态矢量。然后基于统计模式识别中的核判别分析原理,建立了悬跨管道的状态识别方法。最后通过实例分析研究了该方法的有效性,并讨论了悬跨管道状态矢量选取对识别效果的影响。研究结果表明:该方法能有效识别悬跨管道的多种状态,具有较强的抗测试误差能力。
- 胡家顺冯新李昕周晶
- 关键词：水工结构核判别分析
- 冲蚀地形上悬跨海底管线涡激振动试验研究被引量：4
- 2009年
- 为了给海底管线服役期间的安全评估提供科学依据,基于水弹性相似关系,对海底管线服役期间常见水流环境条件下,冲蚀地形上悬跨弹性海底管线涡激振动进行试验研究。采用粘贴于管线内壁的应变片测量振动过程中的应变。通过与平底地形上相关研究结果进行对比分析发现:冲蚀地形上悬跨海底管线涡激振动强度与振动频率均受到冲蚀地形的影响;振动强度随水流折减速度的变化比平底地形要快,在相对冲坑长(悬跨长)L/D为20与L/D为35时涡激振动强度的差别较平底地形上悬跨管线要小得多;管线垂向振动频率随冲蚀地形冲坑长度的减少而增大;冲蚀地形上悬跨管线周围的斯特劳哈尔数St在0.21左右,比相同雷诺数下平底地形上悬跨管线周围St数略大。
- 沙勇王永学王国玉李广伟
- 关键词：海底管线涡激振动
- 考虑人工边界的海底管线地震应力分析被引量：1
- 2009年
- 海床动力响应分析一般将管线假定为刚性,没有考虑地震荷载作用下海床边界的等效处理,亦不能合理地考虑海床与管线的相互作用效应.基于Biot动力固结理论建立了海床-管线相互作用的计算模型,利用粘弹性人工边界,以大型有限元软件ADINA为平台对El-Centro地震波作用下的海底管线的动力响应进行分析,重点讨论了成层海床土对海床中孔隙水压力和海底管线内应力的影响.结果表明:海床土性的变化对海底管线的内应力影响不大,而对海底管线周围孔隙水压力的影响很重要.
- 张小玲栾茂田郭莹曲鹏
- 关键词：海底管线孔隙水压力地震荷载粘弹性人工边界
- 稳定流与三翼圆柱的流固耦合研究被引量：1
- 2007年
- 在低雷诺数下,应用有限元数值模型计算了带有三扰流翼板圆柱的涡激振动问题,研究涡的释放形式和圆柱的振动幅度.在数值模型中,针对低雷诺数外部流场采用无量纲的N-S方程,三扰流翼板圆柱振动简化为质量-弹簧的断面系统,通过在流固边界上位移与应力的反复迭代,进行三扰流翼板圆柱与外部流场耦合计算,计算结果表明triangle60型的三扰流翼板可以明显地减小圆柱的涡激振动.
- 沙勇王永学
- 关键词：涡激振动圆柱流固耦合
