基于共旋坐标法的海洋柔性管缆动力学分析

来源：计算力学学报杂志2025年第1期北京时间：

作者：孙晓旭,柯旺,赵岩

单位：大连理工大学 工程力学系 工业装备结构分析优化与CAE软件全国重点实验室, 大连 116024,大连理工大学 工程力学系 工业装备结构分析优化与CAE软件全国重点实验室, 大连 116024,大连理工大学 工程力学系 工业装备结构分析优化与CAE软件全国重点实验室, 大连 116024,大连理工大学宁波研究院, 宁波 315016

摘要：海洋柔性结构的运动往往随着开采深度和离岸距离的增加而不断增大,这种大幅度的往复运动使得结构危险点极易发生疲劳损伤,显著增加了失效的风险。本文考虑海洋柔性管缆大位移、大旋转和小应变的几何非线性,基于共旋坐标法开展了结构动力学分析。首先,基于共旋坐标法建立了柔性管缆的基本运动方程;其次,根据Morison方程计算水动力效应得到海洋柔性管缆的运动方程,并应用Newton-Raphson法结合HHT法进行求解;最后,在数值算例中将本文方法与商业软件分析结果进行对比,表明本文提出的方法能够有效用于海洋柔性管缆的非线性动力学分析。

关键词：海洋柔性管缆,非线性动力分析,共旋坐标法,Morison方程,随机波浪载荷,

基金资助：国家自然科学基金(11772084);中央高校基础研究经费(DUT22ZD209)资助项目.