张榕恬，李 昕，刘锦昆

(1.大连理工大学 水利工程学院， 辽宁 大连 116024； 2.中石化石油工程设计有限公司， 山东 东营 257026)

近年来，随着世界能源需求的不断增加，人们对海洋的开发由近岸浅海逐渐扩展到了深海。随着世界能源需号铺管船已经成功完成2 775 m水深的铺管任务[1]，我国的“海洋石油201油号最大铺设作业水深达1 409 m[2]。对于波流荷载作用下的海底管道动力响应很多学者进行了试验模型研究[3-4]，常用的铺管方法有S型铺管和J型铺管，求解管道铺设过程中的受力方法包括自然悬链线法，刚悬链线法，奇异摄动法[5]，有限差分法，非线性有限元法[6]以及机器人手臂法[7]。

于友国等[8]利用ANSYS编程迭代的方法，有效的避开了接触问题，分析了管道悬跨长度和脱离角与水平力之间的关系。周巍伟等[9]对S型铺管进行了动态有限元分析计算，并对影响因素进行了分析。叶茂等[10]利用Sesam软件求出船体响应，并作为位移荷载输入采用ABAQUS建立的J型铺管模型，研究环境荷载对管道受力特性的影响。王晶[11]通过使用AQWA水动力学软件确定船体运动RAO，再带入OCRAFLEX软件中求解J型铺管相关参数。

尽管国内外许多学者已经做了相关的研究，但其中大部分属于半耦合分析，即不考虑船体运动对管道的影响效应，或直接将船体RAO作用于管道上部解耦分析。但随着水深的增加，细长杆单元与大体积浮体之间的耦合(管道与船体)效应显著，包括：浮体的偏移引起的恢复力对管道的影响，管道由于海流作用产生的恢复力对船体的影响，管道由于动力和海流的作用对船产生的阻尼，管道的惯性力对船的影响，船或托管架与管道发生接触摩擦引起的阻尼以及管道的海底摩擦对船的影响，因此推荐使用耦合的方法进行分析[12]。……