Нелинейно-упругое деформирование морских глубоководных трубопроводов

• Автор: Гончарюк, Ольга Васильевна
• Шифр специальности: 01.02.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2001
• Место защиты: Саратов
• Количество страниц: 95 с. : ил

ОГЛАВЛЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ
1. ГЛАВА I
ФОРМУЛИРОВКА УРАВНЕНИЙ НЕЛИНЕЙНО-УПРУГОГО МОРСКОГО НЕФТЕПОДЪЕМНИКА В ВЕРТИКАЛЬНОЙ ПЛОСКОСТИ СТАЦИОНАРНОГО ПОТОКА
ПОДВОДНЫХ ТЕЧЕНИЙ
1.1 Основные гипотезы и допущения. Вектор распределенных гидродинамических нагрузок
1.2 Уравнения равновесия, геометрические и физические соотношения для нелинейно-упругого нефтеподъемника.
Постановка граничных условий
1.3 Уравнения нелинейно-упругого нефтеподъемника
с переменной вдоль образующей толщиной стенки
2. ГЛАВА II
АСИМПТОТИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ УРАВНЕНИЙ ГЛУБОКОВОДНОГО НЕФТЕПОДЪЕМНИКА. АЛГОРИТМ МЕТОДА ПАРАМЕТРИЗАЦИИ ГРАНИЧНЫХ УСЛОВИЙ ЧИСЛЕННОГО РЕШЕНИЯ РЕГУЛЯРНЫХ УРАВНЕНИЙ
2.1 Асимптотическое интегрирование уравнений линейно-упругого многосекционного нефтеподъемника
2.2 Асимптотическое интегрирование уравнений нелинейно-упругого нефтеподъемника с непрерывным изменением вдоль образующей толщины его стенки

2.3 Алгоритм метода параметризации граничных условий
для численного решения нелинейных регулярных уравнений
3. ГЛАВА III
ИССЛЕДОВАНИЕ ХАРАКТЕРИСТИК НАПРЯЖЕННО -ДЕФОРМИРОВАННОГО СОСТОЯНИЯ НЕЛИНЕЙНО-УПРУГИХ ГЛУБОКОВОДНЫХ НЕФТЕПОДЪЕМНИКОВ
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность темы. Возрастающая с каждым годом потребность в промышленном освоении минеральных ресурсов дна Мирового океана и межконтинентального шельфа приводит к необходимости создания сложных гидротехнических комплексов, часто с уникальными технологическими и эксплуатационными характеристиками. Проектирование этих комплексов в настоящее время невозможно без предварительного этапа математического и компьютерного моделирования процессов взаимодействия их длинномерных элементов (трубопроводов, шлангов, якорных цепей и т.д.) с пространственным, в общем случае, потоком окружающей жидкости и внутренним потоком гидросмеси.
Современные технологические и магистральные трубопроводы являются сложными металлоемкими конструкциями, частые аварии которых связаны не только с большим материальным ущербом, но и с существенными нарушениями экологии. Корректное прогнозирование аварийных ситуаций, возникающих при эксплуатации трубопроводных комплексов, может быть получено только на основе анализа характеристик их напряженно-деформированного состояния.
Наиболее интересными и важными для проектировщиков являются результаты моделирования экстремальных режимов эксплуатации длинномерных элементов в окружающей гидрометеосреде, с целью определения их равновесных конфигураций и прочностных характеристик. Разработка корректных математических моделей этих процессов, создание на их основе универсальных стандартных модулей численного анализа имеет фундаментальное значение для интенсивного внедрения методов математического моделирования в приоритетных отраслях современной техники, и определяет актуальность темы данной диссертации и основное направление проведенных в ней исследований.

Формула (2.26) дает аналитическое представление одномерного многообразия О0, обладающего тем свойством, что если 20(/0)еП0, то при ?0 > 0 20(/0)бП0. При этом 10(/0) удовлетворяет неравенству
II 2о (^о ) 11^ ехр(- ^2^0 )’ с1>°> с2>°>
откуда следует справедливость условия (2.25).
После подстановки (2.26) во второе уравнение системы (2.23) для определения г2 о имеем следующую задачу с начальными условиями:
(2,7) г2,0 (Р) = ~^2,0 (®) ’
В практических расчетах достаточно ограничиться линейным приближением для погранслойных функций, то есть считать, что
^ (^2,0 (О) + 22,0 ) ~ ^ (^)) •
Из (2.26) - (2.27) получаем:
Яо(0=-%о(0)(рі (>о(°))(^2,0(°))СХР (~ЛО>
(2.28)
^2.о(0=-*2,о(0)еХР (-■4Д>)> Л ЧР1 С^О(°))^(^2,0(°))*
Аналогичным образом в окрестности х-1 имеем из (2.22) следующие скалярные уравнения:
сіг і,о

= -Рі(>;о(1Жо,
<І22,о
сі^ г 2,о (б)
= -¥1 г20(і)+22,о

(2.29)

(1)=-й(ро(1)/рМ0))>
го(оо)= 0 откуда находим