深水SPAR风机系统全耦合动力响应分析研究

文章采用联合开发的计算程序对深水SPAR风机的浮体、锚泊和风机各子系统进行了水—气动力的全耦合数值分析,研究了深水浮式风机系统的动力响应特点。浮体水动力计算采用基于二阶精度的混合波浪模型(Hybrid Wave Model)的MORISON公式,锚泊系统采用细长杆理论通过非线性有限元方法实现,风机系统的空气动力分析采用基于多体气动弹性理论的FAST模块。以浮体控制方程为主体,通过模块间的载荷与位移传递在每个时间步上迭代求解,形成完全耦合的时域分析方法。通过对NREL的5MW SPAR风机系统在随机海况下的水动力响应分析,验证了该方法的有效性,并分析了浮式风机子系统间的混合动力作用。     

当前浮式平台船体结构分析的方法与重点综述(英文)

浮式平台概念的选择及其结构设计是深水工程项目的关键环节之一.它决定了平台在波浪载荷作用下的动力学响应、立管在深水条件下的运动以及进行平台建造与安装的技术难度等.结构强度、结构的抗疲劳性能以及结构的整体和局部稳定性能是浮式平台设计必须重点考虑的三个主要方面.总结了当前浮式平台设计的主要方法和它的主要任务以及技术要求,着重分析了设计过程中的主要技术难点及重点;最后,讨论了浮式平台结构设计的潜在发展趋势.     

基于改进Wagner方法的轴对称体入水“后时段”砰击载荷数值计算

文章基于三维边界元方法研究了三维轴对称体入水砰击载荷的数值算法。算法从三维力学模型出发,继承Wagner自由液面抬升理论,引入浸深因子Cw以确定自由液面抬升高度,将自由液面线性化处理,同时考虑网格运动,在自由液面附近对网格进行截断重构,以确保水下湿面积的精准。算法中使用考虑加权运动项的非线性伯努利方程计算得到入水结构的表面压力,进一步积分可得入水结构的总体受力;另外,算法中引入虚拟面元的概念,将砰击载荷计算时历延长至液面高于坠物制高点之后,扩大了传统入水载荷计算的时历范围,并且文中引用Alaoui半球入水试验,对算法的正确性及适用性进行了验证。     

极端环境条件下TLP平台的应力校核(英文)

计算校核了某TLP平台垂向肘板在极端环境条件下的应力响应.该垂向肘板为TLP立柱与张力支撑系统(TSS)间的连接件,是TLP平台强度评估的关键部位.根据通用的业界标准,平台的环境载荷计算采用三维线性理论,结构分析使用有限元方法.应力数值计算与处理与实测应变片的位置和方向完全一致.平台在位监测的数据使用FFT技术进行了处理,得到了不同时段统计下各浪向的应力谱密度(RAO).数值计算与平台在位实测对比表明,数值模拟的应力谱密度与实测数据吻合较好,业界的分析方法可以在极端条件下对TLP的关键部位进行有效的强度分析.