基于杆-悬链线混合公式的高、低张力区电缆建模

处于极低张力下的电缆可能会发生高度扭曲，形成环、缠结、绳结和扭结。这些由弯曲和扭转主导的非线性变形，对电缆的部署构成了严重问题。模拟环和缠结形成的三维非线性动力学需要12阶杆模型，且计算量随电缆长度和积分时间的增加而迅速增长。然而，导致局部低张力区的海洋电缆应用，经常涉及大范围的高张力区，在这些区域弯曲和扭转的影响可以忽略不计。模拟高张力电缆的三维动力学仅需6阶悬链线模型，与杆模型相比，这显著减少了计算量。我们在此提出一种混合计算电缆模型，该模型在高张力区采用计算效率高的悬链线单元，在局部低张力区采用杆单元，以在需要的地方精确捕捉弯曲和扭转效应。