[发明专利]光电复合海缆材料物性参数自动修正方法

说明书

一种光电复合海缆材料物性参数自动修正方法，通过ANSYS参数化设计语言形成的APDL自动化温度场建模脚本读取海缆光纤材料物性参数文件并自动化运行，生成海缆光纤的理论温度值，软件开发平台计算海缆光纤实测温度值和海缆光纤理论温度值之间的温度误差值，软件开发平台对温度误差值超过允许范围的海缆光纤的材料物性参数进行修正，并用修正后的材料物性参数更新海缆光纤材料物性参数文件，直至迭代获得可使海缆光纤实测温度值和海缆光纤理论温度值的温度误差值位于允许范围内的材料物性参数。本发明高效、简易、自动、快捷，可大大缩短建模操作周期，减少修正参数所需要的人员分配，实现高效建模和精确建立导体温度数据库的双赢。

技术领域

本发明涉及一种光电复合海缆材料物性参数自动修正方法。

背景技术

海上油气资源的建设开采过程中，海上石油平台的电力系统是海洋石油油气开采作业系统中的一个重要组成部分，为整个海上石油开采系统提供能源和动力，保证正常的海底石油开采和平台上的日常运行所需，而平台与平台间通过光电复合海缆（下文简称海缆）进行电力供应及通信联络。一旦海缆发生故障，就会造成不可想象的巨大损失。导体温度作为评估海缆安全状态的一个重要参数，是决定海缆寿命的重要因素，也是确定载流量的重要依据，有必要对其进行实时监测。刘频频等通过ANSYS（有限元分析）软件GUI（图形用户界面，Graphical User Interface）操作，对海缆进行有限元建模，以此分析温度场分布，建立了“一种光电复合海缆温度场建模计算分析方法”（专利号：CN102880747A）。他们在查阅大量海缆文献资料后找到海缆各层材料物性参数，并施加一定载荷等边界条件，建立模型计算温度场分布。由于所获的海缆各组成材料的物性参数与部分环境参数的不确定性，他们根据建模得到的温度数据和真实工程得到的数据进行人工手动操作迭代，得到符合工程要求的数值。该方法虽也能完成整个温度场建模得到导体温度的目的，但却需要及其漫长的修正时间，耗费大量人力完成海缆建模数据的前期准备工作。而且对于不同的海缆，每次都要重新建立模型计算，重复工作的过程及其繁琐。

发明内容

本发明提供一种光电复合海缆材料物性参数自动修正方法，是一种高效、简易、自动、快捷的参数修正方法，为建模得到精确数据提供可靠的材料定义，可大大缩短建模操作周期，减少修正参数所需要的人员分配，只需导入规范的材料定义命令，便能全自动导出理想修正参数，最终实现高效建模和精确建立导体温度数据库的双赢。

为了达到上述目的，本发明提供一种光电复合海缆材料物性参数自动修正方法，通过ANSYS参数化设计语言将整个光电复合海缆温度场建模GUI操作形成APDL自动化温度场建模脚本，通过软件开发平台编写数据导入控件，将海缆光纤的初始材料物性参数保存成APDL自动化温度场建模脚本可以读取的海缆光纤材料物性参数文件，APDL自动化温度场建模脚本通过批处理方法读取海缆光纤材料物性参数文件并自动化运行APDL自动化温度场建模脚本，生成海缆光纤的理论温度值，软件开发平台计算海缆光纤实测温度值和海缆光纤理论温度值之间的温度误差值，如果有任何一组温度误差值超过了允许范围，则软件开发平台对温度误差值超过允许范围的海缆光纤的未知材料物性参数进行修正，并用修正后的材料物性参数更新海缆光纤材料物性参数文件，APDL自动化温度场建模脚本使用更新后的海缆光纤材料物性参数文件生成新的海缆光纤的理论温度值，软件开发平台再次计算海缆光纤实测温度值和新的海缆光纤理论温度值之间的温度误差值，并根据温度误差值修正海缆光纤的材料物性参数，直至迭代获得可使海缆光纤实测温度值和海缆光纤理论温度值的温度误差值位于允许范围内的材料物性参数。

APDL自动化温度场建模脚本将海缆光纤的理论温度值数据保存成海缆光纤理论温度值文件。

所述的海缆光纤实测温度值是通过布里渊光时域分析设备获得的，该布里渊光时域分析设备将获取的海缆光纤实测温度值数据保存成海缆光纤实测温度值文件。所述的光电复合海缆温度场建模GUI操作包含前处理部分、计算部分和后处理部分；

所述的前处理部分包含：参数化材料定义、建立海缆模型、网格划分；