[发明专利]一种用于海缆路由的冲淤受力预测系统

说明书

本发明提供一种用于海缆路由的冲淤受力预测系统。一种用于海缆路由的冲淤受力预测系统，其中，包括数据读写模块，冲淤分析模块，受力计算模块和图形展示模块，所述数据读写模块与冲淤分析模块和受力计算模块连接，所述冲淤分析模块和受力计算模块与所述图形展示模块连接，所述图形展示模块与所述数据读写模块连接。本发明对海缆路由位置进行冲淤预测，确定了冲刷高风险区段，实现了对高冲刷风险的海缆区段的变形计算、受力预测分析，对海缆路由受力风险等级进行了评估和预警。

技术领域

本发明涉及海缆路由冲淤受力分析的技术领域，更具体地，涉及一种用于海缆路由的冲淤受力预测系统。

背景技术

我国海域辽阔、岛屿众多、海洋资源丰富，为保证海岛居民安居乐业，海底电缆的建设起到关键作用。另外，随着海洋资源开采技术的日益成熟，海上石油和天然气等能源的开采需要更多的电力供应，海上风电、潮汐能和潮流能等新型清洁能源也需要更多电力输送，这都使得海底电缆成为越来越重要的能源输送方式。然而，一旦海底电缆出现故障，则对人民的生产生活及海洋资源的生产开发带来严重影响和经济损失。海底电缆的故障主要为海缆路由在海床运动和波、流冲刷作用下引起的悬空失效，因此有效地监测海缆的状态至关重要，尤其是对海缆路由所处海域进行冲淤预测及海缆受力预测尤为必要，但目前没有关于系统化的海缆路由冲淤受力预测系统的开发。

发明内容

本发明的目的在于克服缺少对于海缆路由冲淤和受力系统分析计算的问题，提供一种用于海缆路由的冲淤受力预测系统。本发明对海缆路由位置进行冲淤预测，确定了冲刷高风险区段，实现了对高冲刷风险的海缆区段的变形计算、受力预测分析，对海缆路由受力风险等级进行了评估和预警。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种用于海缆路由的冲淤受力预测系统，其中，包括数据读写模块，冲淤分析模块，受力计算模块和图形展示模块，所述数据读写模块与冲淤分析模块和受力计算模块连接，所述冲淤分析模块和受力计算模块与所述图形展示模块连接，所述图形展示模块与所述数据读写模块连接。数据读写模块，用于获取数据文件，数据文件包括模型信息、计算条件信息及计算结果信息，读取导入各模块的计算结果；冲淤分析模块，用于根据数据文件计算海缆路由的冲淤状态；受力计算模块，用于根据数据读写模块的计算信息进行静态及动态受力分析，并根据受力安全预警指标风险阈值划分风险等级；图形展示模块，用于显示模型信息及冲淤分析模块与受力计算模块的计算结果信息。

进一步的，所述数据读写模块包括模型数据读取单元，计算条件数据读写单元，结果数据读取单元和结果数据导出单元。模型数据读取单元，用于获取模型信息，模型信息包括节点信息、网格信息及分组信息；计算条件数据读写单元，用于获取计算条件信息，计算条件信息包括初始条件、边界条件、材料参数、荷载信息及计算控制信息；结果数据读取单元，用于获取在图形展示模块显示的冲淤分析模块和受力计算分析模块的计算结果信息；结果数据导出单元，用于导出在图形展示模块显示的冲淤分析模块和受力计算分析模块的计算结果信息。

进一步的，所述冲淤分析模块包括：冲淤分布单元，用于根据所述计算条件数据读写单元的计算条件信息计算海床面的冲淤变化，并将所述冲淤变化生成冲刷分布区域发送至所述图形展示模块进行显示；冲刷高风险区段划分单元，用于根据所述冲刷分布区域中海底高程的变化幅值划分海缆冲刷高风险区段；局部冲刷单元，根据所述海缆冲刷高风险区段构建局部模型，并对所述局部模型进行局部冲刷计算及受力分析。

进一步的，所述冲淤分布单元采用有限元分析方法，并根据所述计算条件数据读写单元获取计算条件信息计算海床面的冲淤变化，所述局部冲刷单元采用有限元分析方法对所述局部模型进行局部冲刷计算及受力分析。所述局部模型的构建方法包括：获取包含海缆冲刷高风险区段的局部模型在整体模型中的单元编号及节点信息；根据所述单元编号及节点信息对所述局部模型中的单元及节点按照有限元分析方法的编排方式进行重新编号；将整体模型计算出的在局部模型边界处的计算结果作为局部模型的边界条件进行冲刷计算。