Numerical Modeling of Suction and Trench Formation at the Touchdown Zone of Steel Catenary Riser
Notice bibliographique
Résumé
Steel catenary risers (SCR) are widely used in deepwater oil and gas production. The riser–seabed–water interaction near the touchdown zone is one of the main concerns in the design of fatigue life of SCR. During upward displacement, suction develops under the riser and a trench might be formed when it separates from the seabed near the touchdown point. In the subsequent downward movement, the riser penetrates through this trench to the seabed. Therefore, modeling of suction and trench formation is very important. In the existing models available in the literature for uplift resistance, these factors are incorporated using empirical relationships. It is also recognized that the available finite-element (FE) modeling techniques for this large-deformation problem are computationally very expensive, although penetration behavior can be simulated. In the present research program, both penetration and uplift behavior are simulated using FE and computational fluid dynamics (CFD) approaches. The simulation results for penetration are presented in Hawlader et al. (2014). In this paper, CFD simulations of uplift resistance, suction and trench formation using ANSYS CFX are discussed. A new model for undrained shear strength of soft clay is proposed that is applicable to a wide range of shear strain rates. The effects of strain rate and strength degradation are incorporated properly in ANSYS CFX and simulations are performed for one penetration-uplift cycle. Comparing with empirical models developed from experimental results and also with FE results for idealized conditions, it is shown that the present CFX model can simulate the suction and uplift resistance. Moreover, the CFX model developed in this study using the subdomain approach is computationally very efficient. The suction under the riser is the main source of uplift resistance for shallow embedments. The parametric study shows that the maximum uplift resistance and depth of trench depend on uplift velocity and the undrained shear strength of clay.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,001 | 0,001 |
| Communication savante | 0,001 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,002 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,002 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».