基于向量式有限元的深海S型铺管三维性状研究

深海复杂海况下海底管线的铺设常会遭遇到管线与托管架的动力碰撞，海底管线铺设过程局部屈曲等工程事故，而目前国际上考虑深海环境下管道铺设过程的分析技术还不够完善，尤其是铺管过程的三维动力学分析极为少见。向量式有限元将结构体定义成一群质点的组合，整体结构的空间状态通过每个局部的质点运动来描述，质点的运动由动力学原理控制，从而结构的运动分析变成求解每个质点的向量方程式，此法尤其适用于大位移、碰撞等细长结构的力学行为分析。本项目以向量式有限元方法为基本工具，综合考虑波流等海洋环境因素的影响，研究深海铺管过程中管道与张紧器、托管架的接触和碰撞，探索管道和海床的非线性动力相互作用机制。通过理论分析、实验研究、程序开发等手段，动画演示铺管三维动态，探讨深海铺管应变控制设计理论，提升蛇形铺管分析技术，建立管道在复杂海洋环境下的三维空间铺设力学及其安全评价体系。