近日，公司安全科学与工程学科博士研究生李彦伟在隔水管-新型软悬挂系统非线性耦合动力学研究方面取得重要进展，相关研究成果《钻井隔水管-新型软悬挂系统非线性耦合动力学模型及响应特性》（Nonlinear coupled dynamic model and response characteristics for drilling riser with new soft hang-off system）发表在《Ocean Engineering》。《Ocean Engineering》是海洋工程领域的国际顶级期刊，目前影响因子为4.6（SCI二区TOP）。论文第一作者为博士研究生李彦伟，中国石油大学（华东）为第一署名单位和唯一通讯单位，该研究得到国家自然科学基金、国家重点研发计划及“泰山学者”青年专家计划等项目的联合资助。
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悬挂模式下海洋隔水管的作业安全是海洋工程领域的关键问题之一。为提高其安全性，提出一种由复杂悬挂单根系统和非线性液压补偿系统组成的新型软悬挂系统。然而，现有研究尚未建立该软悬挂系统与隔水管系统的耦合动力学模型以开展动态响应分析。为此，本研究建立了考虑轴向-横向耦合振动的隔水管非线性动力学模型，同时提出了包含活塞摩擦、扶正器摩擦、节流阀阻力损失及液压管路摩擦等非线性要素的新型软悬挂系统非线性模型。通过有限元法、Newmark-β积分法、牛顿-拉夫逊迭代法及试算法的有机结合，开发了综合的动力学求解器。
新型软悬挂系统的动力学响应特性
新型软悬挂与新型硬悬挂模式下隔水管与悬挂单根的动力响应包络线
分析结果表明：液压补偿系统与悬挂单根的协同作用显著改善了隔水管系统的动态响应特性。液压补偿系统的非线性因素通过增大阻尼力提升了隔水管有效张力；增大节流阀开度和液压管路直径可降低隔水管有效张力的最大振幅与峰值，而悬挂单根弯矩的最大振幅和峰值则随节流阀开度增大而减小，但随管路直径增大而增加。
论文链接：https://doi.org/10.1016/j.oceaneng.2025.121593
