ANSYS在海洋石油工程中的应用

ANSYS软件是融结构、流体、热、电场、磁场、声场于一体的大型CAE通用有限元分析软件。详细介绍了海洋环境载荷的基本理论及利用ANSYS软件的强大功能对承受环境载荷的海上石油工程结构物进行力学特性计算的分析方法。主要包括隔水导管结构、简易平台桩腿、桩土相互作用、单筒多井结构及大型导管架结平台等。结合实例详细介绍了各种海洋石油结构物的静力、模态及动力有限元分析过程。

海洋石油工程从某种意义上说是一种特殊的石油工程，因为有一层海水的存在使其具有高风险、高成本与高科技的特点。处于海洋环境中的石油结构物承受着极其复杂的载荷情况，合理的设计与计算对于海洋石油的开采有着非常重要的影响。随着计算机技术的发展，有限元技术在海洋石油工程中得到了广泛的应用。ANSYS软件作为一种大型CAE通用有限元分析软件，在海洋石油工程诸多方面都能够发挥优势作用。但是目前还未见有专门介绍ANSYS软件在这方面应用的书籍。因此，作者结合近些年来所从事的科研项目中的一些工程实际问题，系统地介绍了ANSYS软件在海洋石油工程中应用的基本理论、工程应用实例等问题。2100433B

作　者：杨进，刘书杰，姜伟著 丛 书 名：

出 版 社：石油工业出版社

ISBN：9787502175764

出版时间：2010-02-01

版　次：1

页　数：198

装　帧：平装

开　本：16开

所属分类：图书 > 科技 > 石油、天然气工业

1 绪论

1.1 ANSYS软件概述

1.1.1 ANSYS的发展历史

1.1.2 基本功能与分析过程

1.2 海洋石油工业发展现状

1.2.1 我国海洋石油发展现状

1.2.2 海洋结构物的发展历史及应用背景

1.2.3 海洋石油工程的研究进展

上篇 海洋结构物ANSYS分析基础理论

2 环境载荷理论基础

2.1 海风载荷

2.1.1 设计风速

2.1.2 风力表达式

2.2 海流载荷

2.2.1 海流分类

2.2.2 海流力计算

2.3 波浪力

2.3.1 波浪力分类

2.3.2 波浪力计算

2.4 海冰载荷

2.4.1 海冰载荷的研究方法

2.4..2 海冰力计算

2.5 地震作用

2.5.1 地震作用理论

2.5.2 ANSYS地震分析方法

2.6 本章小结

3 ANSYS结构有限元分析基础

3.1 海洋结构物分析常见的ANSYS单元类型介绍

3.1.1 PIPEl6单元特性介绍

3.1.2 PIPE20单元特性介绍

3.1.3 PIPE59单元特性介绍

3.1.4 BEAM4.单元特性介绍

3.1.5 SHELL43单元特性介绍

3.1.6 COMBIN39单元特性介绍

3.1.7 SOLID415单元特性介绍

3.1.8 MASS21单元特性介绍

3.2 ANSYS结构分析基本类型

3.2.1 结构静力分析

3.2.2 结构模态分析

3.2.3 瞬态动力学分析

下篇 工程实例篇

4 钻井隔水导管结构静力分析

4.1 钻井隔水导管概述

4.1.1 隔水导管力学分析模型

4.1.2 隔水导管的ANSYS有限元分析步骤

4.2 工程实例：浅海水域隔水导管结构静力分析

4.2.1 前处理

4.2.2 求解计算

4.2.3 结果分析

4.3 波浪相位角搜索实例

4.3.1 基本过程

4.3.2 实例分析

4.4 本章小结

5 平台桩腿与海底土相互作用模拟

5.1 桩土相互作用概述

5.2 P-y曲线理论

5.2.1 软黏土中的P-y叫曲线

5.2.2 砂土中的P-y曲线

5.2.3 硬黏土中的P-y曲线

5.3 P-y曲线法的ANSYS实现

5.4.工程实例：平台桩土相互作用分析

5.4.1 前处理过程

5.4.2 静力求解计算

5.4.3 结构模态分析

5.5 本章小结

6 隔水导管抗冰极限承载力分析

6.1 隔水导管结构概述

6.2 工程实例：隔水导管抗冰极限承载力弹塑性分析

6.2.1 模型简化

6.2.2 前处理

6.2.3 求解计算

6.2.4 结果分析

6.3 本章小结

7 单筒三井简易平台桩腿结构力学分析

7.1 单筒三井结构概述

7.2 工程实例：单筒三井结构平台桩腿动力分析

7.2.1 模型建立

7.2.2 静力分析求解

7.2.3 动力分析

7.3 本章小结

8 深水隔水导管与导向孔相互作用分析

8.1 隔水导管导向孔简述

8.2 工程实例：某油田隔水导管与导向孔相互作用研究

8.2.1 模型建立

8.2.2 静力分析

8.2.3 占构模态分析

8.3 本章小结

9 导管架平台整体结构分析

9.1 平台整体模型建立

9.1.1 工程实例基本数据

9.1.2 导管架平台结构特点

9.1.3 平台几何模型的建立

9.1.4 平台有限元模型划分

9.2 波流耦合作用下导管架平台整体结构静力分析

9.2.1 波流耦合力极值

9.2.2 结构整体静力分析

9.2.3 静力结果分析

9.3 导管架平台整体结构模态分析

9.3.1 结构模态计算

9.3.2 观察模态分析结果

9.4 波浪作用下平台结构瞬态动力分析

9.4.1 瞬态动力分析

9.4.2 动力分析结果处理

9.5 本章小结

参考文献

胡红军等编著的《ANSYS在材料工程中的应用》结合基本物理场数值模拟的理论基础与大量实例，全面系统地介绍了材料工程中基于ANSYS的数值模拟技术，包括铸造、焊接、板料成形、体积成形、轧制成形、热处理、失效分析、复合材料设计等领域，涉及温度场、应力场、流场、电磁场的多场耦合的数值模拟与应用。

《ANSYS在材料工程中的应用》将材料工程中的计算机模拟理论与实践相结合，使读者在学习ANSYS软件的同时，可以不断提高专业领域的理论修养。为了便于练习，本书在每章后提供了习题，可以通过改变问题的求解条件，分析评价计算结果的正确性和准确性，以达到举一反三的目的。

《ANSYS在材料工程中的应用》可作为高等院校相关专业本科生和研究生以及教师学习ANSYS软件的教材，也可以供从事材料科学与工程分析和设计的相关人员参考。

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《MIDAS与ANSYS在桥梁检测中的应用实例》针对MIDAS和ANSYS软件在桥梁检测领域的应用进行不同桥型实例分析，主要内容包括：MIDAS与ANSYS软件的基本功能介绍、混凝土梁桥与刚构桥概述、简支梁桥分析、连续梁桥分析、连续刚构桥分析、成品梁分析。

《MIDAS与ANSYS在桥梁检测中的应用实例》可供桥梁工程领域的工程师、科研人员参考使用，也可供高等院校桥梁工程及相关专业师生借鉴学习。