基于分布浮力式的海底管道侧向屈曲控制优化

不加控制的侧向屈曲严重威胁深海油气输送管道的安全运行.分布浮力式海底管道侧向屈曲控制技术中,各个分布浮力模块对管道系统有效轴向载荷有较强的耦合作用,必须进行合理设计.为提高对管道系统侧向屈曲的控制效果,基于弹性解析模型,对大尺度海底管道系统侧向屈曲分布浮力式控制技术中浮力模块的设计参数以及布置方案进行了优化设计.算例结果表明,优化设计方案通过合理设计分布浮力模块参数以及布置方案,减少了管道系统侧向屈曲长度,降低了整体的有效轴向载荷,使侧向屈曲位移得到了较好的控制,为优化设计方法在海底管道工程中的应用提供了参考.

海底管道分布浮力式侧向屈曲控制的多目标优化设计

基于弹性解析模型,提出了大尺度海底管道系统分布浮力式侧向屈曲控制的多目标优化设计策略,以满足管道系统侧向屈曲控制的不同性能要求.采用快速非支配排序遗传算法(NSGA-Ⅱ算法),对某分布浮力式海底管道浮力模块的设计参数及布置位置进行了优化设计,使侧向屈曲的位移和轴力控制达到最佳.算例结果表明,浮力模块的数量并不能对管道侧向屈曲的控制效果产生绝对的影响,通过多目标优化设计方法得到的Pareto最优集,可以为设计人员在海底管道侧向屈曲控制设计中兼顾多个性能需求以及选择更理性的设计方案提供参考.