SPAR平台锚固基础的有限元分析

SPAR平台是目前应用较为广泛的深海石油平台形式之一,其基础形式主要有吸力锚和桩基。运用有限元分析软件Plaxis 3D Foundation,采用了Mohr-Coulomb弹塑性本构模型,选取具有代表性的吸力锚和桩基进行三维有限元分析,得到了吸力锚和桩基的极限承载力,讨论了二者承载力特性的区别及各自的适用条件。     

SPAR平台在波浪中运动的时域预报方法

在船舶与波浪相互作用时的三维预报方法的基础上,发展了SPAR平台与规则波相互作用的时域数值预报方法,该方法计入了SPAR平台垂荡和纵摇阻尼效应。使用该方法对一经典SPAR平台进行了规则波中的时域数值模拟。通过计算分析可以看出,该方法能捕捉SPAR平台在临界波浪周期下的耦合运动,验证了该方法的可靠性。     

船舶推进轴系纵横耦合非线性动力学分析—叶频激励下横向主共振响应

在考虑Von Karman非线性位移—应变关系下,基于Hamilton变分原理建立了船舶推进轴系纵横耦合非线性动力学方程。利用Galerkin方法,导出系统第一阶模态振动微分方程,采用多尺度法求解该方程。获得了叶频激励下横向主共振响应方程组,利用伪弧长延拓法数值求解了该方程组的平衡解并分析了其稳定性。探讨了支承刚度、激励载荷、螺旋桨质量、阻尼比以及细长比对轴系纵横耦合效应的影响。研究表明:细长比越小,激励载荷越大,阻尼比越小,系统纵横耦合效应越强;增加后艉轴承刚度可以抑制纵横耦合效应,增加前艉轴承以及推力轴承刚度则增强纵横耦合效应,而中间轴承对其没有明显影响;与线性模型相比,纵横耦合效应使轴系横向共振时的频率大于其线性固有频率,在某些激励频率处,幅频响应曲线上存在多解使幅值出现跳跃现象。分析结果对船舶推进轴系的设计有指导意义。     

深海采油平台发展现状和设计中的关键问题

随着海洋油气开发逐渐向深海推进,深海采油平台的使用越来越普遍.国外平台建造海域最大水深已达到2 000多米,我国未来5～10年海洋石油开采海域水深可能达到500～1500m,建造深海采油平台势在必行.因此,及早了解国外深海平台的建造和使用情况,探讨深海平台设计中的关键问题,对我国海洋油气开发具有重要意义.本文描述了国外深海采油平台的发展现状,阐明了不同形式深海平台的特点和设计中需关注的问题,指出了不同形式深海采油平台的一些优点和不足,对我国深海采油平台的建造具有重要的参考价值和一定的指导作用.     

深海平台分析和设计中的关键力学问题

深海采油平台与传统的导管架平台有很大不同,主要体现在动力响应、主要结构件形式、主要结构块之间的连接方法和分析方法方面.文章对深海平台的上述特点作了评述.,并根据初步的数值分析结果指出:现有的商业软件并不能完全解决深海平台设计中的问题,其中还有很多需要深入研究的内容.     

采用Midas Civil软件分析钻孔平台稳定性

水工码头灌注嵌岩桩施工时需要搭设钻孔平台。目前计算机信息技术在土木工程领域日益广泛地应用,但是利用软件分析结构物稳定性没有统一定论且种类繁多。针对这一问题,进行了结构物验算软件的研究。采用Midas Civil对钻孔平台结构进行计算,详细分析钻孔平台受力情况,对其稳定性进行理论推导,得出在不同工况下的功能需求。实践证明,Midas Civil对结构模型分析和组合验算具有明显优势,特征成果满足使用要求。     

单频与多频激励下深海TTR立管参激特性分析

为深入研究深海TTR立管参激振动的本质特征,论文基于单自由度马修方程理论,利用摄动法研究了TTR立管在单频激励下的稳定性.基于复杂梁弯曲理论推导了希尔方程,分析对比了立管在单频和多频激励下的稳定性和各工况下的动态响应,以及极端海况下立管的振动特性,提出了一种引入额外阻尼来抑振的措施.得到了可以用来预报TTR参激稳定性的...     

含万向铰偏斜轴系的超谐波共振及其稳定性分析

研究固有结构偏斜与实际误差偏斜共同作用下含万向铰偏斜轴系的非线性扭转振动问题。首先推导出偏斜转子系统的弱非线性扭转振动方程,然后利用多尺度法求得其在超谐波共振情形下的周期解,并给出稳态周期解的幅频特性关系式。运用李雅普诺夫第一近似稳定性理论,对系统平衡点进行稳定性研究,得到超谐波共振解振幅随调谐参数变化的稳定区与不稳定区。最后对不同初始条件下非线性扭转振动的超谐波共振进行仿真计算。研究结果揭示了含万向铰偏斜转子系统非线性动力学的基本特性,也为进一步分析偏斜转子系统的分岔与奇异性奠定了基础。     

深海平台砰击载荷的数值分析

文章以深海平台为例,研究在迎浪海况的作用下,波浪对平台的砰击效应.将平台简化为大尺度,深吃水,几何形状规则的刚体,采用计算流体力学中的有限体积方法,将计算区域划分为一系列不重复的控制体积,使每个网格节点周围有一个控制体积,求解离散方程,利用流体体积理论捕捉自由表面的波形.依据三阶斯托克斯波波浪理论,利用fluent软件建立相应的数值水槽,并进行造波及消波设置,得到稳定的波浪场.采用固定平台六自由度的方法,初步地对平台所受的波浪砰击载荷进行分析计算.     

自升式海洋平台地基稳定性分析

地基稳定性是保证自升式海洋平台作业安全的基本条件。文章结合土力学理论及有限元分析,提出了一套较完整的地基稳定性分析方法,并结合实际探讨了影响地基稳定性的几个关键因素,对平台设计人员及使用者具有一定的参考价值。     

深水半潜平台波浪载荷模型试验研究

波浪载荷作为海洋平台在生命期内最重要的载荷形式,正确评估海洋平台的波浪载荷对结构的安全性具有重要意义.本文对一座深水半潜平台的波浪载荷进行模型试验和数值计算验证研究,模型缩尺比为1:40.采用三维势流理论对半潜平台的波浪载荷进行数值仿真验证计算.验证结果表明本次模型试验方法较好地模拟了半潜式平台所承受的波浪载荷,其研究成果,可为半潜平台的设计提供支持.     

深水半潜式钻井平台主尺度论证研究

随着当今全球气候环境变化、平台作业水深和钻深的增加、以及平台安全性、作业效率要求等,需要半潜式平台的运动性能、稳性储备、定位性能、可变载荷、总体布局等达到先进水平,而这些性能指标都与主尺度密切相关。研究深水半潜式平台的主要型式、结构组成和发展趋势,论证平台各设计指标参数对主尺度的影响,为半潜式平台方案的主尺度选取提供依据。     

自施工式桶形基础平台着底稳性研究*

自施工桶形基础平台在海上受风、浪、流、冰等载荷作用,平台应有足够的着底稳性,以保证平台的作业安全。根据研究对象和环境参数,确定了工作水深17 m 的典型自施工式桶基平台主体结构形式,阐述了平台的抗滑稳性、垂向稳性和抗倾稳性计算方法,计算结果表明平台具有良好的着底稳性,平台在着底状态是安全的。     

深海半潜式钻井平台运动响应预报与分析

文章以三维势流理论为基础的数值计算和模型试验相结合的研究方法,对一座工作海域为我国南海的深海半潜式钻井平台的运动响应的特点进行分析研究,对设计前期性能研究有较高的参考价值。     

10万吨级深远海养殖平台总体技术研究

深远海海域具有水质优良、远离陆源性污染与病害等特点,适合开展深远海养殖。本文围绕深远海养殖的技术需求,开展深远海养殖平台总布置研究、关键参数选取、航速选择、稳性校核和新能源利用等总体技术研究,形成集规模化养殖、繁育、加工及渔船补给、物流等功能的10万吨级深远海养殖平台总体技术方案。文中还介绍了深蓝渔业航母船队的构建理念,梳理了深远海养殖平台的功能区划,论证了该项目的各项关键指标,其结果满足设计及相应规则的要求。该项目紧扣海洋强国战略,以绿色高效的工业化养殖新模式实现深远海养殖装备跨越式发展,对我国深远海养殖平台建设具有重大的参考价值,并将对去船舶工业过剩产能、提升深远海养殖装备水平产生深远影响。     

基于细长体公式的Truss SPAR在波流中的运动响应预报方法

利用细长体公式和刚体非线性运动方程建立Truss SPAR在波浪与流中运动响应预报方法。通过波浪自由表面和SPAR中心线方程构造辅助函数,迭代计算Truss SPAR瞬时湿长度。根据SPAR主体形状特点和流场中水质点运动规律,分段高效积分Truss SPAR上的水动力载荷。通过Runge-Kutta-Fehlberg方法求解运动方程,得Truss SPAR在波浪与流中的运动响应。对一座Truss SPAR在不同波流工况中的运动响应进行了预报,结果显示波浪和流使Truss SPAR产生了明显漂移运动和振荡运动,漂移运动的大小与流的方向有关,而振荡运动的幅值与波浪的方向有关。     

深海张力腿非线性动力学分析

深海复杂载荷易引发张力腿涡激振动。考虑涡激载荷、流体阻尼力、预张力和平台运动等耦合作用,根据Hamilton原理建立张力腿空间非线性动力学方程,然后采用有限差分法进行数值求解。考虑南海海况,讨论典型张力腿平台动力响应特点,通过研究可为深海平台的设计和安全运行提供技术参考。     

自升式平台改造的强度分析

文章以一座自升式平台的改造为例,运用DNV/SESAM专用程序系统,建立与改装后结构相当的有限元计算模型;计算各组合工况下平台结构的应力和变形情况,对平台结构强度进行分析和评估。