自升式平台运动响应数值预报

以作业水深45m的某自升式平台为研究对象,采用三维频域势流理论和谱分析的方法预报了自升式平台油田拖航,以及拖航就位后下桩过程中的运动性能。分析中横摇运动的粘性阻力采取计算船体莫里森力的方法模拟。     

拖航状态的自升式平台桩腿强度分析

为实现拖航状态的自升式平台桩腿强度分析,借助DNV系列软件包,以频率响应分析的方法对自升式海洋平台拖航状态时的横摇和纵摇固有周期进行了计算;以频响分析中各相应固有周期的RAO值和相关规范规定的6度单幅横摇或纵摇值确定拖航的计算波高,并进行拖航状态时的准静态结构分析;最后采用API-AISC-WSD软件来完成桩腿自身结构的屈服和屈曲强度校核,从而为自升式平台确定恰当的桩腿系固和拖航方案提供依据。     

桩腿升降对自升式平台稳性的影响

自升式平台作为一种非常重要的移动式结构物,是海洋油气开发的基础装备之一。论文以大连船舶重工集团自主研发的400英尺自升式钻井平台为依托,研究自升式平台在不同桩腿位置的工况下进行拖航时的完整稳性和破舱稳性,并对计算结果进行了分析和比较,为自升式平台的设计者和操作者提供了建设性的意见。通过研究,考察了自升式平台在不同桩腿位置的工况下进行拖航的安全性和可行性,提高了海洋工程产品的设计研发能力。     

自升式平台大型设备底座结构强度分析

以某自升式平台为例,介绍海上自升式平台底座结构强度分析的过程及方法,通过原理分析和算例实现,从静载工况、横摇及升沉工况、纵摇及升沉工况和底座梁特性4个方面计算危险简支梁的受力分布,阐述拖航工况下主机底座结构强度分析的一般原理。     

自升式平台拖航阻力评估

本文选定了自升式平台离岸拖航的环境条件,利用经验公式、CFD软件和数值积分方法,分别计算得到平台在拖航过程中受到风载荷、流载荷和波浪载荷。计算结果表明自升式平台桩腿长度对拖航阻力的影响非常大,流载荷在拖航阻力中所占比例很小,主尺度变化的对拖航阻力的影响主要体现在波浪载荷上。     

半潜式平台稳性研究

海洋资源勘探不断向深海发展，适合深海作业的半潜式平台成为研究热点，而稳性校核多是针对自升式平台，少有对半潜式平台的稳性研究。考虑到柱稳式平台与自升式平台稳性恒准的差异，本文针对半潜式平台，用Moses软件计算半潜式平台稳性，具体做法为对某一半潜式平台进行数字化建模，之后通过改变横摇角得到平台的风倾力矩和复原力矩曲线，从而对平台的完整稳性、碰撞破损稳性以及单舱进水剩余稳性进行分析校核。得出结论如下：1）该平台在油田拖航下最危险的情况为艏摇角60°时，在其它工况下最危险的情况为艏摇角30°时；2）半潜式平台吃水的增大不利于平台的完整稳性；3）在油田拖航工况下，舱室的组合碰撞破损对平台稳性影响最小；4）对于碰撞破损稳性来说，半潜式平台的稳性程度不一定随着吃水增加而降低，具体情况要根据在不同吃水下不同的舱室组合来判断；5）平台在作业工况、远洋拖航工况和油田拖航工况下最危险的进水舱室分别为WB01P、FWD4P和AFT3P；6）平台的吃水增加不利于平台单舱进水后的剩余稳性。希望本文提出的方法可为其他半潜式平台的稳性分析提供参考。     

耦合运动下液货舱晃荡压力预报研究

针对液货船舱晃荡载荷预报问题,进行了单自由度简谐运动激励下液舱模型试验,研究冲击压力特性,并选择70%H装载水平工况开展数值计算比较,结合试验结果得到计算预报的修正系数,同时用简单解耦方法根据单自由度修正系数对纵横摇耦合运动下的压力计算结果进行修正,所得结果可为晃荡载荷工程评估提供参考。     

海上移动平台的拖航阻力

海上拖航运输中,准确估算被拖物的拖航阻力,对选配合适的拖轮,满足规范要求,确保整个拖航航次的安全、经济、有效,具有十分重要的意义。海上移动式钻井平台,如自升式、半潜式、坐底式等类型平台,往往自身没有自航能力,需要拖轮进行拖航。此类平台设计时需要较为准确地预报其拖航阻力,其一根据拖航阻力来确定拖带设备的配备,其二现场操作时可依据拖航阻力曲线选择拖轮,确定拖航速度。     

自升式平台运动性能预报研究

以作业水深400ft的自升式平台为研究对象,根据直升机甲板最小气隙要求和桩腿上部导向块强度要求对拖航极限海况进行推算,并预报平台拖航和在水深60m、122m桩腿下放工况时的运动响应.分析中通过规则波模型试验确定平台壳体的粘性效应,调整平台临界阻尼系数使运动响应传递函数(RAO)的计算值与试验值匹配.     

“渤海自立号”自升式平台强度评估

介绍"渤海自立号"沉垫基础自升式平台强度评估的主要过程和内容,特别是相关载荷工况的选取,包括环境载荷、惯性载荷和P-δ效应等,强调边界条件的确定,以及各主要结构部分的应力评估方法和注意事项等。     

深水自升平台设计的三项基础技术研究

通过实例分析讨论影响深水自升平台拖航稳性的几个因素,给出了建立平台运动限制曲线的方法;概述桩腿管节点疲劳确定性和谱分析两种方法的特点,建立流程,并通过实例确定其可行性;通过实例分析探讨了平台地震响应谱分析法的应用。     

半潜式钻井服务支持平台随机风载荷特性研究

风载荷是海洋平台设计载荷之一,直接关系到平台稳性,确定平台在不同工况下的风荷载对于平台安全设计具有重要的工程意义.该文基于Fluent软件结合自编UDF程序,考虑Davenport、NPD以及API三种典型风谱的影响,利用简谐波叠加法将风谱由频域转换为时域内的随机脉动风速,引入雷诺平均法求解NS方程结合分离涡(DES)湍流模型对半潜式钻井服务支持平台在自存海况下的风力和风倾力矩开展了数值研究,并将数值模拟得到的最大风力及风倾力矩与ABS、DNV以及CCS的计算结果进行了对比验证.计算结果表明:平台受到的风力和风倾力矩与风谱自身特性、平台倾斜角及风向角等因素密不可分;同一工况下采用Davenport与NPD风谱计算时平台受到的平均风力(矩)较为接近;NPD风谱作用时平台受到的随机最大风力(矩)最大;采用API与NPD风谱计算时,各工况下最小风力(矩)随风向角的变化趋势、计算结果均基本一致.     

惯性释放法在大型复杂结构焊接变形预测中的应用

在进行大型结构焊接变形有限元分析时,为了固定整体结构刚体位移必须施加不少于6个自由度的约束,但对于自由状态下的结构而言,如何施加这6个最少约束是非常的困难,长期以来是困扰研究人员的难题,也是焊接结构有限元分析在工业现场应用的一个瓶颈。所谓惯性释放法就是可以在不加约束的情况下模拟自由结构的变形。该文将在航海航空领域得到广泛应用的惯性释放法引入大型焊接结构变形分析,解决了自由状态下结构必须施加约束的问题。首先以典型的对接接头为例,比较了两种不同的约束方法之间的差别。然后通过一个典型的船体焊接变形预测的实例,验证了惯性释放法在大型结构中应用的可行性,为焊接结构变形分析在工业生产中广泛应用提供了一个有效的方法。     

船舶电力推进变频输出电压谐波抑制研究

根据船舶电力推进变频驱动的特点,提出了一种新型变频器输出混合有源正弦波滤波器,在变频器的输出侧接上一个LC基波串联谐振电路,使变频器的输出电压对基波呈现低电抗、对谐波呈现高阻抗;同时实时检测负载端电压,根据瞬时无功功率理论可直接检测出谐波电压波形,并通过变流器和串联变压器反馈一个与谐波电压幅值相等、相位相反的电压去抵消系统中剩余的谐波电压。阐述了新型变频器输出混合有源正弦波滤波器的结构和工作原理,分析了滤波器的谐波抑制原理,给出了滤波器的仿真结果及分析。仿真结果表明:此滤波器设计新颖、结构简单、可靠性高,在各种工况条件下都能得到优化的滤波效果,很好地改善变频器的输出电压波形。     

深水系泊缆动力特性研究

悬链式系泊缆现被广泛使用于海洋平台的定位中,掌握其力学特性对确保海洋平台的安全有非常重要的意义。使用二维集中质量法建立了单根悬链式系泊缆的力学模型,运动方程通过C#编程语言实现计算并通过算例验证了正确性, 系泊缆动力特性的计算程序采取了动态循环数组存储的方法,节省了存储空间。研究了系缆上端点激励为x轴方向简谐运动时节点19、17、15、13、11和9的运动轨迹以及张力最大值最小值的变化趋势,最后在频域对各节点功率谱进行了分析,并得出一些有意义的结论,为海洋平台的发展以及主动式混合模型试验提供了一定的参考价值。     

半潜式支持平台恶劣海况下运动性能试验研究

半潜式支持平台的研发面临一系列技术难题，尤其是恶劣海洋环境对平台的影响。恶劣环境下，平台会出现严重的非线性载荷特性，严重时会危害平台安全，因此在研发设计阶段，有必要开展半潜式支持平台在恶劣海洋环境下的运动性能研究。针对我国自主开发设计的某型深水半潜式支持平台，基于模型试验方法开展恶劣海况下运动性能研究。在完成水平系泊系统和气隙、砰击载荷测试方案设计的基础上，开展试验研究，获得了平台固有周期、阻尼系数、恶劣海况下的运动响应以及气隙、砰击等非线性载荷。结果显示，在恶劣海况下，目标平台运动响应较大，不具备作业条件。平台多处气隙出现负值且发生较为显著的砰击现象，砰击次数及砰击压力均较大。结果为半潜式支持平台总体设计提供了有效的支撑数据。     

气动载荷对半潜式海上风机运动响应的影响分析

以DeepCwind海上风机为研究对象,利用有限元软件ANSYS AQWA进行风机频域水动力数值仿真分析,得到水动力参数以及幅频响应曲线,将得到的水动力参数导入到FAST软件中,对风机气动-水动-锚泊系统的时域耦合运动分析。在此基础上,讨论了气动载荷对于半潜式风机运动响应的影响。结果表明,气动载荷对于半潜式风机运动响应的影响较大且不可忽略,横摇,横荡以及首摇运动随着气动载荷的增大而增大,垂荡运动随着气动载荷的增大而减小,风作用在叶片上所产生的气动阻尼削弱了垂荡运动,增强了横荡、横摇和首摇运动。     

潜艇弹、刚性连接平台静动态响应分析

首先利用ANSYS程序分析了潜艇内部弹、刚性连接平台在受到静载荷和谐响应激励作用下的响应，然后利用LS-DYNA对潜艇典型舱段在受到水下近场爆炸冲击作用时弹、刚性连接平台的响应进行了研究，并进行了弹、刚性连接平台的静动态响应对比分析。     

船用燃气轮机发电机组动态性能仿真

基于Matlab/Simulink平台,根据容积惯性法建立某三轴燃气轮机发电机组非线性动态模型,并定制燃气轮机转速调节及发电机励磁系统控制策略,对动态模型进行阶跃形突增突减负荷变工况仿真研究。结果表明动态模型能够有效地对负荷突变工况进行模拟,为船舶电网供电模块的控制系统设计与优化提供模型基础;在变工况过渡过程中,燃气轮机发电机组动态响应特性满足船舶电网供电品质要求。     

局部系泊失效下半潜式平台的动力响应特性

运用ANSYS/AQWA软件建立半潜式平台和锚泊系统的三维分析模型,研究平台主体的运动响应特性和系泊链张力响应特征,并对系泊链断裂前后2种状态下的平台动力响应特性进行对比分析。结果显示:当局部系泊链断裂后,系泊链最大张力最高增加18.07%,系泊链的可靠性最高降低了146.16倍;而平台的横摇角最大值增加了15.99%,横荡最远距离增大100%;系泊链3断裂时,平台的纵荡最远距离增大116%。因此,需要避免环境载荷迎面系泊链断裂的情况,一旦发生断裂,需要立即采取措施,以避免系泊系统发生连锁失效反应,同时采取适当措施降低平台横荡、纵荡和横摇的增加,从而保证平台和人员安全。