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基于黏聚单元法的抗冰海洋平台与层冰相互作用数值模拟 总被引：1，自引：1，他引：0
通过商业有限元软件LS-DYNA采用黏聚单元法模拟层冰的断裂问题,在IIHR冰池模型试验相同缩尺比参数下对KULLUK抗冰平台受到的冰力进行数值计算,探究冰厚与冰速等冰况参数对平台冰力的影响。计算结果表明,在极地作业平台主要遭遇北极海域冰况范围下,相同冰厚情况时冰速变化对倒锥形结构平台的横向冰力影响不大,而同冰速时冰力随着冰厚的增加接近线性增加。同时将计算所得结果与同条件下IIHR冰池模型试验数据、ARCTEC、ACL非冻结模型冰试验数据、实船数据和通过ISO19906规范中提供的针对大锥面结构受到层冰冰力的经验公式计算所得数据等进行了对比,验证了选用冰参数的可靠性以及该数值模型在模拟大尺度宽锥形平台遭受层冰作用问题中的适用性。 相似文献
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锥角对锥体结构抗冰性能影响的离散元分析 总被引：1，自引：1，他引：0
在寒区海洋工程中,锥体海洋结构的尺寸参数对其破冰性能具有重要影响。采用具有黏结-破碎功能的离散元方法模拟海冰与锥体结构的相互作用过程中海冰的破坏模式及冰载荷分析。该离散元方法的计算参数通过与渤海油气平台的实测数据对比进行了可靠性验证。在此基础上,当设计海域的潮差固定时,对不同锥角下风电单桩锥体结构的冰载荷和海冰破坏模式进行了离散元分析。计算结果表明:锥体冰载荷随锥角的增大而增大,海冰的平均断裂长度则随锥角的增大而减小;当锥角小于70°时海冰的破碎模式主要为弯曲破坏,而当锥角大于70°时海冰破坏模式则主要为挤压破碎。以上研究结果可为冰区海上风电单桩结构的抗冰锥设计提供参考。 相似文献
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海冰与孤立桩相互作用的数值模拟 总被引：2，自引：0，他引：2
本文用数值方法模拟孤立桩与冰原冰相互作用过程中,冰的非开裂挤压脆性破坏过程和孤立桩的受力过程.设定冰原冰晶体是柱状结构,晶粒直径大小均匀,晶体主轴分布在水平方向上,符合均匀随机分布,冰体内等温、等盐、等厚,并且是在水中做匀速直线运动的半无限连续体.文中的孤立桩柱是一个大口径、固定且无振动的刚体,采用多点多单元计算的方法,使孤立桩外壳壳体局部受力,冰原冰碰撞作用部分局部受力破碎,从而计算孤立桩柱总受力.文中通过1990年2月8日渤海辽东湾冰区内JZ20-2-1平台桩柱腿受冰力的实测时间历程曲线,对由文中提供模型模拟计算的孤立桩受力过程时间历程曲线进行对比,结果两者吻合较好. 相似文献
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基于测量结构水下光纤应变获取冰力的方法首次应用于渤海JZ20-2NW加锥导管架平台,该方法方便进行零点标定,可获取结构总冰力的绝对信息(包括均值和波动值)。首先介绍了JZ20-2NW平台的现场监测系统,主要包括结构水下应变响应记录冰力信息,甲板上部视频记录同步冰情(冰厚、冰速和来冰方向)信息和拾振器记录结构冰振响应;重点分析了由测点应变向结构总冰力的转化方法,并对总冰力进行了初步分析。将无量纲化实测冰力与5种典型冰力计算模型进行了比较,分析结果表明,锥体宽度与海冰厚度比值(简称"宽厚比")对冰力大小及变化起决定作用。 相似文献
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海洋平台响应多点解耦的冰力测量方法 总被引：3，自引：0，他引：3
提出了一种通过传递函数在频域内进行解耦逆推多点冰力的计算方法,并以一个四桩腿平台为例,给出了冰力问接测量的设计方案及计算流程,从而为解决海上平台所受冰力的测量问题找到一个较好的技术途径。 相似文献
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以方形立柱作为研究对象，对其在聚焦波作用下的波浪力特性进行研究。研究主要基于计算流体力学数值方法，对聚焦波作用下方形立柱在固定、单自由度纵荡、单自由度垂荡三种运动状态下所受波浪力进行研究。利用phase-inversion逆相位分解方法对其高阶力特性进行分析。首先对聚焦波生成方法、数值计算方法与参数设置进行简要介绍，其次展示了三种运动状态下立柱在聚焦波作用下所受波浪力，并对其进行分析，最后利用phase-inversion逆相位分解方法获得高阶波浪力成分并对其载荷特性进行分析讨论。研究发现逆相位分解方法可以有效分离波浪力高阶成分，不同运动状态下立柱所受波浪力会有显著不同。 相似文献
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海洋平台结构的冰力作用模型 总被引：10，自引：0，他引：10
首先分析了工程中静冰力计算中普遍应用的Korzhavin -Afanasev公式和Schawz公式 ,提出了统一的静冰力模型 ,给出了挤压破坏、屈曲破坏和弯曲破坏冰力系数函数CI(t)。应用该冰力模型分析了自激振动产生的条件 ,指出冰屈曲破坏和弯曲破坏动冰力可以作为强迫振动模型 ,冰挤压破坏动冰力则需要考虑CI(t)与冰阻尼的耦合效应。最后应用冰力一般模型计算单自由度结构的响应 相似文献
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吊舱推进装置在极地船舶中被广泛应用，其转舵模块可以带动螺旋桨摆动从而产生任意方向的推进力，使船舶操纵更为灵活。提出了一种吊舱推进船舶冰区操纵的离散元方法，对具有吊舱推进装置的冰区船舶破冰过程进行了数值模拟。以“雪龙2”号破冰船为研究对象，计算分析了船舶定速直航时的冰阻力，并通过与Lindqvist经验公式的对比验证了冰阻力计算的合理性。在此基础上进一步对船舶在不同冰厚、不同吊舱转向角下的回转破冰运动进行了离散元模拟，分析了回转半径与船长比值随冰厚的变化规律。计算结果表明：船舶的回转性能随冰厚的增大而降低，并随吊舱转向角的增大而显著提高。 相似文献
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根据水文气象资料求出了辽东湾四个测站的平整冰厚、平整冰抗压强度,进而在选用合理冰力计算公式的基础上,计算了辽东湾海区孤立桩柱上的年极值冰力,并确定了冰力的概率分布模式:年极值冰力不拒绝威布尔、正态、对数正态和极值Ⅰ型分布.又根据冰力模型试验资料得到了孤立桩柱上冰力的短期分布规律:不拒绝极值Ⅰ型分布. 相似文献
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A New Model for Ice Forces on A Conical Structure 总被引：1，自引：0，他引：1
The ice force is an important factor to be taken into account for offshore structures in cold regions, and the calculation method of the ice force is meaningful for the offshore structure design. The cone is now used as an optimal ice-resistant structure because it can cause bending failure of the ice sheet. The interaction between an ice sheet and a conical structure is studied in this paper and Croasdale‘s model is modified based on field observations. The newly built model separates the ice sheet into the emersed part and the floating part, and the equilibrium analyses are canied out respectively. The bending moment distribution of the ice sheet is analyzed for the determination of the position of bending failure, which serves as a supplementary restraint. The analytic solution of the ice foree on a conical structure is obtained it is verified with the experimental data of previous researches. 相似文献
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1.Introduction Inthedesignofoceanengineeringstructuresforcoldregioncountries,iceloadsarealwaysthe controlloads,andthedesignofice resistingstructuresisoneoftheimportantdesignaspects.Fornat uralseaice,theflexuralstrengthisalwaysonethirdofthecompressivestrength.Soconicalstructures thatcouldinducethebendingfailureoficesheetsarewidelyusedinthedesignsofice resistingstruc tures.Forexample,theplatformKullukintheBeaufortSeaisaninvertedconicalstructure,andan upward downwardbendingconeisusedonplatformJ… 相似文献
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锥体导管架海洋平台冰激振动的DEM-FEM耦合分析及高性能算法 总被引：1，自引：0，他引：1
在寒区海域,冰荷载是影响海洋平台安全运行的主要环境荷载之一,由其引起的冰激振动给平台结构及其上部设备带来了严重危害。为分析不同冰况下平台的振动响应,本文建立了导管架海洋平台冰激振动的离散元（DEM）-有限元（FEM）耦合模型。采用具有黏接-破碎性能的等粒径球体离散单元对海冰的破碎特性进行模拟,通过由梁单元构建的海洋平台有限元模型获得结构的振动响应。在离散元与有限元的接触区域中实现了两个模型间计算参数的传递。为提高该耦合模型的计算效率和规模,发展了基于动力子结构方法的DEM-FEM耦合模型。为验证该耦合模型的有效性和可行性,将不同冰况下得到的冰荷载与ISO19906和JTS 144-1-2010标准进行了对比。结果表明,计算得到的冰荷载与标准相近,且冰厚与冰荷载呈二次非线性关系。同时,从冰速和冰厚两方面对比了渤海四桩腿JZ20-2 MUQ锥体导管架平台冰激振动加速度的数值结果和现场实测数据,发现冰速与振动加速度呈线性关系,冰厚与振动加速度呈二次非线性关系,并且振动加速度与冰速和冰厚平方的乘积呈线性关系。 相似文献
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To study ice-induced vibration of a compliant conical structure,a series of model tests were performed from 2004 to 2005.In the tests,the ice sheet before the compliant conical structure was found to fail in two-time breaking.From 2005 to 2006,this type of ice failure was studied through more groups of tests.The tests show that two-time breaking is the typical failure of ice before steep conical structures,and is controlled by other factors at the same time,such as ice speed and the angle of the cone. 相似文献