南海张力腿平台气隙计算方法研究

结合南海TLP前端设计项目,系统分析了影响张力腿平台气隙的因素。针对南海环境条件特点和工程实际,采用二阶非线性方法对张力腿平台的气隙响应进行数值预报,通过水池模型试验对波浪爬升等强非线性现象进行修正,总结出一套适用于中国南海TLP气隙的设计方法,所得结论对工程应用具有借鉴意义。     

波浪中半潜式平台气隙响应预报

为了实现半潜式海洋平台气隙预报, 应用边界元数值方法计算平台垂荡运动的频率响应函数,根据线性变换原理计算给定海况下波浪与平台相对位移的谱函数, 建立平台在波浪中运动的气隙响应计算程序.通过对Veslefrikk半潜式平台气隙设计参数的校验计算表明, 所提供的气隙响应预报数值算法可以为工程设计提供参考依据.     

自升式平台的自由振动计算方法研究

采用直接简化计算方法和三维有限元方法对某400 ft平台进行一阶自由振动频率的计算。两种方法均对泥面下3 m作简支处理,因三维有限元方法需较为准确地体现平台质量分布,所以直接简化计算方法在前期设计阶段表现的较为方便和有效。为工程设计者们在自升式平台自由振动的研究前期设计阶段确定波浪载荷对平台的动态响应影响提供依据和参考。     

工作水深对半潜式平台气隙影响的敏感性研究

运用风洞和水池试验结果修正后的数值模型,同时考虑平台承受的风、浪、流环境载荷及全尺度锚泊系统,以一典型双浮体四立柱半潜式平台为例,对半潜式平台气隙响应进行了非线性数值分析.考虑到时域内模拟随机波时存在不稳定性,在每种工况下进行了10个子工况,以90%的Gumble分布值作为最终的平台气隙结果.通过数值模拟研究表明:在300、400、500 m工作水深中,相同的环境条件、锚链参数,以及相同的预紧力工况下,45o、90o和180o三个方向在时域内的平台气隙结果显著不同,工作水深对平台气隙影响非常敏感,在平台设计过程中应充分考虑水深的影响.     

可变气隙下钻井平台海水系统设计

对基于自升式平台在不同海域或气象条件下的作业工况,进行各设备的海水流量分配和压力调节设计,采用CFD方法建立简化的设计模型,分析各分支管路阀门开度对流量和压力的影响,提出六步骤调节方法,经仿真计算和实船测量验证,仅配置潜水泵,按照六步骤进行设计调节,各设备处流量、压力与仿真数据吻合。当平台作业气隙由15 m变为20 m时,通过组合调节各阀门开度能有效调整排海口和各支管流量,达到流量按需分配和压力可控。     

直流电机换向极气隙调整方法

换向极气隙调整不合适时,会影响到直流电机的换向性能,一般情况下是通过无火花换向区试验来确定换向极气隙的大小,但该方法很难将换向极气隙一次调整成功,需要多次试验并调整换向极气隙,这样会带来很大的工作量,为减少换向极气隙调整次数,本文介绍了一种直流电机换向极气隙调整的方法,可作为工程应用参考。     

超深水半潜式生产平台气隙响应数值预报

运用Newman近似法和全QTF法对半潜式平台在极端波浪中的垂向运动响应进行数值计算，结合基于势流理论获得的波面升高，获得平台典型位置处的气隙与波浪爬升响应。通过与模型试验获得的平台垂向位移、波面升高以及气隙响应进行对比和标定，对其结果进行频谱分析和概率统计分析。研究发现：全QTF法相较于Newman近似法更加准确，在平台垂向运动的预报方面更具优势；波面非线性效应对平台气隙响应和波浪爬升具有明显影响，导致1阶理论显著低估波面升高响应，尤其是立柱附近尤为显著。     

定位方式对浮式半潜平台气隙的影响特性及机理研究（英文）

本文结合模型试验,采用数值重构的模型,以一浮式半潜平台为算例进行时域全耦合分析,就锚泊定位与动力辅助锚泊定位对平台气隙影响的敏感性展开研究,深入探索了定位方式差异对平台气隙的影响特性及其机理。研究得到如下结论:动力辅助锚泊定位平台较之于纯锚泊定位平台,锚链对平台的垂向约束相对较小,在垂向方向,平台与波浪之间的随动性更好,从而减小了平台与水质点之间的相对运动,对气隙有着较好的改善效果。在同等工况下,锚泊定位方式平台发生负气隙的概率大于动力辅助锚泊定位方式平台,其波浪砰击也更为剧烈。在平台气隙数值模拟时,应充分考虑定位方式差异对平台安全作业的影响。     

海洋浮式平台气隙的数值预报

以海洋浮式平台为研究对象,运用三维势流理论结合半经验Morison方程的方法计算了规则波下的水动力系数以及运动响应传递函数,并运用短期预报方法对平台气隙进行了分析。研究结果表明,其水动力性能与波浪频率密切相关,平台的气隙短期预报显示波浪在浮箱首尾部分负气隙严重,即有强烈的波浪砰击现象,平台结构设计时要充分考虑到该区域的波浪砰击载荷。     

定位方式对浮式半潜平台气隙的影响特性及机理研究

本文结合模型试验,采用数值重构的模型,以一浮式半潜平台为算例进行时域全耦合分析,就锚泊定位与动力辅助锚泊定位对平台气隙影响的敏感性展开研究,深入探索了定位方式差异对平台气隙的影响特性及其机理.研究得到如下结论:动力辅助锚泊定位平台较之于纯锚泊定位平台,锚链对平台的垂向约束相对较小,在垂向方向,平台与波浪之间的随动性更好,从而减小了平台与水质点之间的相对运动,对气隙有着较好的改善效果.在同等工况下,锚泊定位方式平台发生负气隙的概率大于动力辅助锚泊定位方式平台,其波浪砰击也更为剧烈.在平台气隙数值模拟时,应充分考虑定位方式差异对平台安全作业的影响.     

海洋浮式平台气隙的数值预报

以海洋浮式平台为研究对象,运用三维势流理论结合半经验Morison方程的方法计算其水动力系数及运动响应传递函数。针对北大西洋百年一遇的海况,对平台气隙进行预报。研究结果表明:平台的水动力性能与波浪频率密切相关,平台气隙预报显示波浪在甲板箱首尾部分的负气隙严重,即有强烈的波浪砰击现象,这就要求平台结构设计时要充分考虑到该区域的波浪砰击载荷。     

作业水深对半潜平台气隙影响的比较研究

结合水池试验结果,对数值模拟粘滞曳力和辐射阻尼进行了修正。考虑平台所受的风、浪、流载荷以及全尺寸锚泊系统对平台运动的影响,基于锚泊和ATA定位方式,选取四种典型计算工况,对平台在不同作业水深下气隙和波浪砰击进行研究。研究结果表明:平台在同等工况下,工作水深对两种定位方式下平台运动响应能量谱、关注点气隙响应能量谱影响敏感。关注点处负气隙以及波浪砰击次数随着工作水深的增加而加剧。ATA定位平台较之于锚泊定位平台的随动性更好,可有效减小平台与水质点相对运动。工作水深引起ATA定位下平台关注点的砰击次数、气隙变化以及改善幅值优于锚泊定位。在平台设计过程中应该重视工作水深对平台气隙和波浪砰击的影响。     

定机移船码头的靠船桩系统计算方法

定机移船码头结构由装卸平台、移船平台和设置于平台前沿的靠船桩组成。其中靠船桩在靠泊过程中承受船舶撞击力并将其传递给后方橡胶护舷和码头平台,结构受力形式复杂,为码头设计的关键,现有规范和手册没有相应的计算方法。针对该问题,着重论述了靠船桩的设计特点;通过把护舷压缩过程简化为理想弹塑性变形、将靠泊过程分为3个阶段分别分析其受力状态;并利用能量守恒的原理,建立了系统受力、位移和吸能的方程组;总结了一套简化计算方法,并通过实际工程加以检验。     

表贴式永磁同步电机削极技术的研究

影响永磁同步电动机振动噪声的主要是电磁震动,一台好的电机应是气隙磁场谐波小,产生的齿槽转矩及转矩脉动小。通过对电机转子表面永磁体削极,使得电机气隙磁场接近正弦可显著减小永磁电机气隙磁场谐波及径向力谐波,减小永磁同步电机齿槽转矩。用解析法研究了电机气隙磁场优化方法和齿槽转矩的削弱方法,对表贴式永磁交流电机几种主要的削极方式进行了理论研究,总结了各种削极技术的优势和特点,通过有限元验证本次理论研究的正确性,对改善永磁交流电机性能有十分重要的实用价值。     

基于振动测试的海洋平台结构简化模型

针对海洋平台结构复杂、节点众多、水下部位振动传感器不易布置等因素导致的实测模态信息空间不完备问题,首先引入平台各层刚体运动的假设,利用海洋平台结构三维有限元模型,按柔度方法将平台简化为x、y向平动的串联多质点模型;通过平台水面以上传感器的布置,采用GUYAN振型扩展方法来估计未测量水下部位的振型值,解决了实测模态信息不完备问题,以某海洋平台为例,对上述方法的有效性进行数值验证。数值结果表明,简化模型与有限元模型的计算结果吻合较好,且可以大大提高计算效率,节省计算时间;在水下部位无测点的情况下,GUYAN振型扩展方法可以比较精确地实现低阶模态振型扩展,具有良好的工程应用前景。     

煤灰渣出运码头柔性靠船桩簇设计

柔性靠船桩是一种基本的靠船水工建筑物,利用柔性靠船桩的变形和护舷的变形来独自承担船舶的撞击能量,因此,后方码头和工作平台只承受垂直荷载,结构可以简化,减少工程投资。本文通过对某煤灰渣出运码头工程采用的结构进行分析和论述,为中小型柔性靠船桩码头结构设计和施工应用提供参考。     

水深对半潜式平台水动力性能及波浪载荷的影响*

本文根据有条件的建模方法（CMA）和一次逆可靠度方法(IFORM),运用Matlab编程计算确定百年一遇波高-周期的等概率曲线,设计了一组百年一遇波浪海况。根据Morison方程与绕射理论计算海洋平台波浪载荷的各自特点,本文采用Morison方程和绕射理论相结合的方法,运用挪威船级社研发的SESAM程序,就水深对半潜式海洋平台水动力性能和波浪载荷的影响进行了分析。某半潜式海洋平台计算分析水深对平台的运动响应、气隙、波浪二阶平均漂移力和纵向剪切力等六个波浪载荷的影响。     

长周期涌浪地区碎石桩施工方法及装备

根据依托工程的软基需进行碎石桩处理的技术要求,对工程的特点和气象窗口进行分析总结。通过对不同碎石桩施工方法和装备的研究,结合工效分析,提出一种以自升式平台作为载体的新型碎石桩施工平台。     

加筋薄板简化方式对船体总振动影响的研究

以单向加筋板为主要研究对象,结合正交异性板理论和等效板厚理论提出了适用于振动分析的等效厚度正交异性板简化方法,并与常用的简化方法进行了比较。推导了3种简化方法下的加筋板固有频率的解析公式,并计算了四边简支单向加筋板固有频率。结果表明：本文提出的简化方法在求取单向加筋板低阶固有频率时计算结果与有限元结果前五阶误差在15%以内。文中应用该简化方法计算了一船体梁的固有频率,通过对船体梁甲板的加强筋结构进行简化,将模型总单元数降至原模型的27.6%,采用本文方法计算得到的船体梁垂向前三阶和扭转一阶振动频率优于传统的正交异性板简化方法,较原模型偏差在2.2%以内。说明等效厚度正交异性板简化方法在特定工程领域是可用的,且此法相较之前的方法有一定程度的改进,对相关研究和工程计算具有一定参考价值。     

一种弹道滤波的简化算法

针对大口径舰炮射击的弹道特性,提出了一种简化的弹道滤波方法.通过对弹道进行分段线性处理,使得状态方程和观测方程为线性形式并进行了仿真试验.仿真计算结果表明,该方法简化了模型,可以有效降低运算时间、提高计算精度且易于工程实现.