基于数据驱动的柔性立管骨架层多目标优化
Journal of Harbin Engineering University（2023）
摘要
骨架层是柔性立管的最内层结构,主要用于抵抗深水外压荷载.骨架层截面形状复杂,尺寸参数繁多,这种特殊截面对骨架层临界压溃载荷的准确评估和优化设计提出挑战.本文建立了骨架层有限元模型,开展了非线性屈曲分析,并对比有限元仿真结果与实验结果,误差仅为 6.93％.基于有限元仿真结果,建立了数据驱动的高精度代理模型预测骨架层临界压溃载荷,并对骨架层截面的关键参数进行灵敏度分析,发现厚度对骨架层临界压溃载荷起着决定性影响,贡献占比达 64.55％.以骨架层最大临界压溃载荷和最小质量为优化目标,采用多目标粒子群优化算法对骨架层截面关键参数进行多目标优化,得到帕累托最优解集.根据 3 组应用工况得到对应 3 组最优截面参数,优化截面的代理模型预测临界压溃载荷和有限元仿真临界压溃载荷误差均小于 3.00％,验证了预测结果的准确性.
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