导语

在国家积极倡导创新驱动发展战略、大力推进科技自立自强的时代背景下，太阳集团tcy8722师生以其锐意创新的精神和宽广的学术视野，不断推动学院高质量发展。为此我院推出“ESI优秀科研成果速递”推文系列，精心遴选并深度剖析学院师生的优秀论文成果，覆盖土木工程、给排水工程、水利工程、交通工程等多个前沿领域，旨在通过这些成果背后的深刻洞察与前瞻思考，进一步激发广大师生的科研热情，促进学术交流与合作，携手并进，共同为土木工程领域的蓬勃发展贡献智慧与力量。

近日，太阳集团tcy8722徐普副研究员（通讯作者）、胡一鸣（太阳集团tcy8722港口,海岸及近海工程专业研究生）、浙江城市学院王喜鹏助理研究员（通讯作者）、郑积祥（太阳集团tcy8722港口，海岸及近海工程专业研究生）和山东大学韩勃教授合作发表了题为“Refined VFIFE modeling on dynamic behaviours of deepwater S-lay pipeline in overbend section.”（基于向量式有限元的深海S型铺设管道过弯段动力响应精细化建模）的研究成果。该论文发表在国际工程技术领域学术期刊Ocean Engineering上，该期刊系SCI检索期刊，JCR一区，中科院分区二区TOP，最新影响因子为4.6。本研究获得国家自然科学基金（No.51809048, 52301340, U23A20663）以及福建省自然科学基金（No. 2022J01092）的支持。论文链接：https://doi.org/10.1016/j.oceaneng.2024.117698。

随着全球能源需求的不断增长，海洋油气开发逐步迈入深海。海底管道作为海上油气运输的主要方式，以其高效和经济性得到了广泛应用。在多种管道铺设方法中，S形铺设因其较高的安装效率和对海况的适应性，成为深海油气管道铺设的主要发展趋势。S形铺管过程中，管道与托管架之间的相互作用易导致应力集中和损伤，在波浪与海流共同作用下更为显著。针对深水S形铺管的静动力响应分析，已有研究提出了悬链线法、有限差分法及有限元法等计算方法，然而，这些传统方法在精细化分析中面临计算效率低或边界条件失真等问题。因此，有必要提出一种合适的精细化建模方法，兼顾深海S型管道铺设动力行为分析的计算精度与效率。

本研究提出一种等效梁质点方法，并基于向量式有限元（VFIFE）理论建立深海S型铺设管道精细化模型，可兼顾管道整体静动力响应与局部受力变形，充分考虑波浪、海流与铺管船船运动联合作用，与海工软件OrcaFlex静动力计算结果对比，验证了模型的准确性，进一步探讨了管径、托管架滚轮间距对S型铺设管道过弯段动力响应的影响规律。

本研究提出一种结合向量式有限元理论与等效梁质点方法的深海S型铺设管道精细化模型，可准确模拟铺设过程中管道整体静动力行为与局部受力变形，揭示了管径与托管架滚轮间距对管道表面应力应变分析的影响规律，本研究为深海S型管道铺设优化设计提供了理论依据，对未来极端海洋条件下深海管道铺设设计具有重要参考价值。