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在工程设计中，通常采用模块化方式制造超大型浮式结构物，将巨大的单体结构分割成多个较小模块，后期通过合适的连接器拼装形成。为了明确多模块超大浮体在波浪作用下的水弹性响应，以两个相邻层合浮体（高刚度面板和低密度芯材）为研究对象，建立波浪作用下铰接层合浮体水弹性响应的高阶势流模型。采用匹配特征函数展开法求解流体运动的速度势，探讨了铰接处弹簧刚度对浮体的反射系数、透射系数、挠度、弯矩和剪力的影响规律。研究结果表明：迎浪侧浮体的存在可以有效降低背浪侧浮体的挠度、弯矩和剪力幅值；与垂直弹簧相比，扭转弹簧刚度的增加可以更加有效抑制铰接层合浮体的水弹性响应；当扭转弹簧刚度大于一定值时，继续增大弹簧刚度对浮体的动力响应不产生影响。 相似文献
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超大型浮式结构物是一种新型海上结构,浮体结构的不同构型对水动力性能有着较大的影响,而合理可靠地预报波浪载荷是保证海洋结构物设计合理和安全运营的基本前提。基于设计波法,采用莫里森公式和势流理论相结合的方法,对纵向浮筒和横向浮筒两种不同构型的超大型浮式结构物进行水动力分析和波浪载荷长期预报并进行对比分析。研究结果表明:横向浮筒超大型浮体纵荡运动相应幅值比纵向浮筒超大型浮体小很多;纵向扭转为纵向浮筒和横向浮筒超大型浮体最危险工况,其次是垂向弯矩工况;且横向浮筒超大型浮体的垂向弯矩也是较危险的工况。分析结果可为超大型海上浮式结构物的结构设计提供相关合理可靠的理论依据。 相似文献
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移动式海上基地(MOB)一般由多个模块构成，模块间的相互作用对连接器载荷可能有影响，但在许多现有文献中通常被忽略。计算了考虑模块间相互作用的5模块MOB的模块运动和连接器载荷响应，并与不考虑模块间相互作用的结果进行了比较。结果表明模块间相互作用对不同连接器刚度的MOB连接器载荷的影响不同，在浪向角较小尤其在迎浪时十分明显且不可忽略；当浪向角较大尤其是横浪时，模块间相互作用力较小。 相似文献
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移动式海上基地(MOB)连接器动力响应试验研究 总被引：1，自引：0，他引：1
移动式海上基地(Mobile Offishore Base，MOB)是由若干半潜模块相连而成的超大型浮式结构物。在进行海上作业时，模块间的连接器将会产生巨大的载荷。用缩尺比为1：100的三模块MOB模型在实验室进行了连接器动力响应试验研究。文中对试验的关键问题，如连接器模型的设计、制作、安装、试验工况的确定和测试方法等作了较详细的介绍。 相似文献
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半潜式超大浮体连接器动力特性的一种时间序列分析方法 总被引：1，自引：2，他引：1
根据刚性模块弹性连接器 (RMFC)假设研究由 3个模块连接而成的半潜式超大浮体MobileOffshoreBase(MOB)的波浪载荷动力响应。模块和连接器动力响应根据时间序列法计算 ,这种方法包括海况模拟 ,波浪载荷计算和结构响应计算三个主要部分。通过对结构的适当简化 ,根据Airy波理论 ,Morrison公式以及流体中的结构运动方程、弹性连接器变形方程 ,计算求得MOB在不规则海况下的动力响应 ,并将其与相关文献中的结果进行比较 ,表明该方法有良好的精确性 相似文献
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《海洋工程》2004,22(4):Z001-Z004
第 2 2卷 ,第 1期 ,2 0 0 4年 2月箱式超大型浮体在非均匀海洋环境下的水弹性试验吕海宁 ,杨建民 ,姚美旺 (1)………………………………………………用直接法分析超大型浮体的水弹性响应张淑华 ,韩满生 (9)………………………………………………………………………海工结构物桩基础竖向稳定性的可靠度分析闫澍旺 ,周宏杰 ,刘 润 ,等 (19)……………………………………………………移动式海上基地多模块间相互作用对连接器载荷的影响余 澜 ,丁 伟 ,李润培 (2 5 )……………………………………………模态试验中传感器优化配置的逐步削减法… 相似文献
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为研究顺应式海洋平台慢漂运动的影响因素,以截断圆柱和漂浮方箱为例进行了不规则波作用下的慢漂运动模型试验。测量了不同系泊刚度条件下的漂浮方箱以及相同系泊刚度条件下的截断圆柱和漂浮方箱在静水中自由衰减运动和在不规则波中的运动响应,并将运动响应分解成一阶波频运动响应和二阶低频运动响应,分析了系泊刚度和浮体形状对浮体运动的影响。通过物理模型试验发现了系泊刚度及浮体形状对顺应式系泊浮体一阶运动标准差和二阶低频运动平均漂移值和标准差的关系。结果表明由于顺应式浮体的固有周期远离波浪谱峰周期时,系泊刚度以及浮体形状对慢漂运动的一阶运动响应影响不大;二阶低频运动相对偏离平衡位置的平均值和标准差均随系泊刚度增大而减小,浮体形状同样对慢漂运动的二阶低频纵荡运动响应影响较大。试验结果为实际海洋工程的外形选择和系泊刚度选择提供数据支持。 相似文献
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为了探究钻井支持平台及生产平台组成的复杂多浮体耦合系统在近距离靠泊状态下的相对运动情况,基于多浮体三维势流理论及时域耦合分析方法,计算了半潜式钻井支持平台和张力腿(TLP)生产平台耦合系统在三种不同环境方向,即迎浪、斜浪、横浪下两平台的相对运动和平台间连接栈桥的运动响应,为平台运动分析和栈桥设计提供指导。并将计算结果与水池模型试验结果进行对比,验证了数值方法的可靠性。为进一步了解多浮体间耦合水动力的影响,计算了该近距离靠泊系统在不考虑浮体间水动力相互干扰下的运动响应。研究表明除在横浪作用外,其他环境条件下的多浮体水动力干扰作用明显,对浮体运动响应的影响不可忽略,且有效波高在小范围内变化时,平台间的相对运动幅值基本与其呈线性关系。 相似文献
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箱式超大型浮体在非均匀海洋环境下的水弹性试验 总被引：2，自引：4，他引：2
超大型浮体(Very Large foating Structure，VLFS)作为人类开发海洋的前沿基地，正在成为世界各国海洋工程界研究的一个热点。由于超大型浮体覆盖的面积比普通的船舶和海洋结构物要大很多，其首尾两端所处的海洋环境可能有显著的差异，因此必须考虑非均匀海洋环境对其水弹性性能的影响。介绍了国内首次进行的箱式超大型浮体在非均匀海洋环境中的水弹性试验，对非均匀海洋环境、超大型浮体的水弹性性能以及两者相互之间的关系进行了研究。 相似文献
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针对具有天然岛礁庇护或人工庇护的温和海洋环境,提出了一种混合模块大型浮式结构系统,即水动力性能更优的半潜式模块作为内侧主模块,消波效果更优的箱式模块作为外侧浮式防波模块和波浪能发电模块.波浪能装置利用外侧箱式模块与内侧半潜式模块的相对纵摇运动进行发电.考虑模块间多体水动力耦合效应和连接器机械耦合效应,基于ANSYS-AQWA程序重点研究了典型海况下混合5模块串联浮式结构系统的动力响应特征.结果表明,外侧箱式模块和波浪能发电装置能有效减弱内侧半潜式主模块运动响应、连接器动力响应和系泊缆绳张力,并且提供一定的能源供给.所得研究成果可为模块化超大型浮式结构系统的防波—发电集成系统设计提供参考. 相似文献
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A Mobile Offshore Base (MOB) is a multi-purpose logistics base, which can be stationed in coastal or international waters. In the conceptual design of the MOB, attention should be paid to the dynamic responses of the inter-module connectors because tremendous loads occur in the connectors. In this paper, a study on dynamic responses of the MOB connectors is carried out by use of the Rigid Module Flexible Connector (RMFC) model which assumes that the module stiffness is significantly larger than that of the connector. In the analysis, the connector is modeled as a linear spring, which restricts relative translations but allows for relative rotations of modules. The 3-D source distribution method is adopted to determine the hydrodynamic forces of the modules, and the hydrodynamic interaction between modules is taken into account. The module motions and connector loads for 12 connector stiffness cases in regular and irregular waves are calculated with the multi-rigid-body motion equations. And the calculat 相似文献
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Lin-jian Wu Yuan-zhan Wang Yu-chi Wang Jia-yu Chen Yi Li Qing-mei Li Tao Xie 《中国海洋工程》2018,32(6):683-695
This paper investigates a simplified method to determine the optimal stiffness of flexible connectors on a mobile offshore base (MOB) during the preliminary design stage. A three-module numerical model of an MOB was used as a case study. Numerous constraint forces and relative displacements for the connectors at rough sea states with different wave angles were utilized to determine the optimized stiffness of the flexible connectors. The range of optimal stiffnesses for the connectors was obtained based on the combination and intersection of the optimized stiffness results, and the implementation steps were elaborated in detail. The percentage reductions of the optimized and optimal stiffness of the flexible connector were determined to quantitatively evaluate the decreases of the constraint force and relative displacement of the connectors compared with those calculated by using the original range of the connector stiffnesses. The results indicate the accuracy and feasibility of this method for determining the optimal stiffness of the flexible connectors and demonstrate the rationality and practicability of the optimal stiffness results. The research ideas, calculation process, and solutions for the optimal stiffness of the flexible connectors of an MOB in this paper can provide valuable technical support for the design of the connectors in similar semisubmersible floating structures. 相似文献
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针对半潜式超大型浮式结构中典型的移动式海上基地(Mobile Offshore Base,MOB)在高等级海况下的动力响应问题展开研究。在MOB结构"刚性模块-柔性连接构件(Rigid Modules and Flexible Connectors,RMFC)"模型的前提下,根据动力学基本原理,经理论推导并计算得到MOB分别在6、7、8级海况的随机波激励下,其上各模块的动力响应位移结果。详细分析了MOB结构同一模块在不同海况条件下的动力响应位移随浪向角及连接构件刚度的变化规律。研究成果可为半潜式超大型浮式结构动力响应研究及结构优化设计提供一定的技术支撑。 相似文献
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Three-dimensional hydroelasticity theory is used to predict the hydroelastic response of flexible floating interconnected structures. The theory is extended to take into account hinge rigid modes, which are calculated from a numerical analysis of the structure based on the finite element method. The modules and connectors are all considered to be flexible, with variable translational and rotational connector stiffness. As a special case, the response of a two-module interconnected structure with very high connector stiffness is found to compare well to experimental results for an otherwise equivalent continuous structure. This model is used to study the general characteristics of hydroelastic response in flexible floating interconnected structures, including their displacement and bending moments under various conditions. The effects of connector and module stiffness on the hydroelastic response are also studied, to provide information regarding the optimal design of such structures. 相似文献
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Evaluation of bending moments and shear forces at unit connections of very large floating structures using hydroelastic and rigid body analyses 总被引：1，自引：0，他引：1
Byoung Wan Kim Sa Young Hong Jo Hyun Kyoung Seok Kyu Cho 《Ocean Engineering》2007,34(11-12):1668-1679
This paper investigates the characteristics of bending moments, shear forces and stresses at unit connections of very large floating structures (VLFS) under wave loads. The responses of VLFS are calculated by solving multi-body motion equation considering hydroelasticity and connection stiffness. Hydroelastic responses are calculated by the direct method. Higher-order boundary element method (HOBEM) is used for fluid analysis and finite element method (FEM) is introduced for structural analysis. The equation of motion is modified to describe the unit connections by employing spring elements. Bending moments and shear forces at the connections are obtained from the dynamic equilibrium condition for pressures and inertia forces. Two types of VLFS units such as tandem arranged units and side-by-side arranged units are considered in the numerical examples. The influences of connection stiffness, wave frequency and heading angle on responses of VLFS are investigated through the numerical examples. Rigid body analysis along with hydroelastic analysis is also carried out in the numerical analysis and comparison of those two approaches is discussed. 相似文献
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超大型海洋浮式结构物概念设计的关键技术问题 总被引：8，自引：5，他引：8
应用超大型海洋浮式结构物进行海洋空间利用和海洋资源开发，是目前海洋工程界的研究热点。概念设计是超大型海洋浮式结构物研究的基础。本文从设计准则、结构型式、建造材料、模块连接器、系泊系统等几个方面对概念设计的关键技术问题作了归纳，对超大型海洋浮式结构物的概念设计有一定的参考价值。 相似文献