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以浮式半潜平台为研究对象，针对影响气隙结果的波浪非线性效应进行研究分析。通过分析平台气隙响应特性，确保平台在极端海况下的安全性。首先通过数值计算与模型试验，对一座浮式半潜平台在极端海况下的气隙响应进行计算与测量；进一步对平台附近18个典型位置的波面升高响应进行统计分析与概率分布拟合处理；最终求得反映各处波浪非线性强度的非线性因子∂值，并与OTG-13规范中的建议值对比讨论。结果发现∂的计算值与建议值并不完全一致，由于波浪受平台运动及平台结构扰动影响，平台下浮体附近处波浪非线性效应较强，计算值较建议值大，需要重点考虑分析。相应地，距离平台结构较远位置处的计算结果与建议值一致。 相似文献
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随着深海油气田的不断开发,各种适应深海环境的浮式平台陆续涌现。多数深海平台通过立柱支撑上层甲板,波浪沿柱体表面的爬升效应极为明显,大大增加了强非线性砰击和越浪的危险,甚至将导致平台局部结构以及相关设备的破坏。因此,波浪爬升效应在平台设计及结构安全性方面具有重要的意义,并成为平台水动力研究的热点问题之一,是平台气隙预报的一个重要方面。介绍波浪爬升效应在平台设计阶段的重要性,分析波浪爬升的成因和影响因素,就目前国际上相关研究情况及进展进行了详细的阐述,并提出了这一课题未来研究方向的有关建议。 相似文献
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半潜平台在复杂海洋环境作用下,会发生不规则的六自由度运动响应。这种平台运动的不规则性和随机性对平台作业、栈桥控制以及直升机起落等造成极大的不确定和未知风险。因此,在极短期内准确快速预报平台运动响应对深海浮式平台作业和设备安全具有重要的实际意义。然而目前针对浮式平台运动响应的计算主要是基于势流理论,对确定波浪激励下的平台一阶运动和二阶慢漂运动进行求解,计算的时效性不能满足实际需求。此外,还需要对入射波浪时历进行准确预报,导致平台运动响应准确计算更加困难。针对上述难题,提出了基于EMD-LSTM模型进行平台运动极短期预报的方法。该方法以半潜平台模型试验数据为研究对象,首先对平台运动响应的时间序列进行预处理,接着采用经验模态分解算法(EMD)将时间序列分解成相对平稳的分量,再利用长短期记忆(LSTM)神经网络可以处理复杂非线性长时间序列的优点,对时间序列进行训练预测,最后进行仿真,同时与传统LSTM模型与EMD-BP模型进行对比,仿真结果表明基于EMD-LSTM模型的平台极短期预报方法精度较高,该方法是可行的,具有工程应用的实际意义。 相似文献
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基于BP神经网络控制方法设计了一种适用于自升式海洋平台的智能控制系统。为了验证该控制系统的有效性,以墨西哥湾海域某典型深水自升式海洋平台为原型,根据动力相似准则按照1∶40的相似比设计海洋平台试验模型,采用磁流变阻尼器作为实施该智能控制方法的控制器,并对其主要参数进行了设计。在此基础上,在波浪水池中分别对有、无安装控制系统的自升式海洋平台模型进行了多工况的波浪试验,通过对比安装控制系统前后平台结构的响应幅度,研究了控制系统的振动控制效果。试验结果表明:基于BP神经网络的磁流变阻尼智能控制系统能够有效地控制自升式海洋平台结构的动力响应,且控制效果稳定。 相似文献
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目前我国海上风电开发主要集中在近海海域。我国近海海域水深相对较浅，在浅水非线性波浪载荷作用下，浮式基础动力响应呈现显著非线性特性，导致浮式风机基础及其系泊系统设计极具挑战。针对我国近海浅水海域环境条件，基于半潜型浮式风机基础概念SPIC，采用参数化建模与优化方法，开展了42 m水深条件下半潜型浮式风机基础概念设计，并在海洋工程水池开展1∶50缩尺模型试验。模型试验的结果表明：半潜式浮式风机基础概念设计具有稳定性好、动力性能优良等优点，浮式基础纵摇运动、机舱加速度等指标满足规范要求。模型试验结果验证了该概念的可行性。 相似文献
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共振运动是深海浮式平台设计的关键考虑因素之一,对海洋平台的作业具有重要影响。采用半潜式平台运动的非线性耦合数学模型,考虑浮筒和横撑出入水以及垂荡、横摇和纵摇运动耦合对平台浮力和恢复力的影响,研究半潜式平台非线性共振运动特性,以及不规则波浪参数对运动的影响。研究表明:在非线性耦合运动和浮力变化的影响下,半潜式平台纵摇和垂荡运动的固有周期会随运动幅值的增大而逐渐减小,且最终趋于稳定,对纵摇运动周期的影响更为显著;非线性效应会使半潜式平台产生显著的低频纵摇共振响应,以及共振频率漂移的现象,且受随机种子和波浪周期的影响较小。 相似文献
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浮式防波堤充分利用波能在水深方向的分布特性,在满足工程消浪要求的同时对海域水沙交换影响较小,且能够快速布置,在某些实际工程有一定应用前景。为了深入了解波浪作用下浮式防波堤的动力响应,基于OpenFOAM标准求解器olaFlow,在刚体运动求解计算中植入锚链求解模块MOODY(mooring cable dynamics),实现了基于重叠网格方法的浮体运动与锚链受力耦合求解,建立了锚链系泊浮式防波堤动力响应的二维数值模型。利用该数值模型对锚链系泊单方箱浮式防波堤在波浪作用下的透射系数、运动响应、锚链张力进行了模拟,并和相关试验结果进行了比较。结果表明,模型能够准确模拟二维波浪和浮式防波堤的相互作用,并用于三维模型的改进。 相似文献
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半潜平台的波浪爬升与气隙响应是设计过程中的重要考量因素。为探究随机波浪场中畸形波对半潜平台波浪爬升及气隙响应的影响,将含畸形波的随机波浪试验与一般随机波浪试验结果进行了对比研究分析。对模型试验测得的运动以及监测点处的波浪爬升及气隙进行频谱分析以及极值统计分析。研究发现,纵荡和纵摇的极大值主要受畸形波的影响而显著增大,纵荡、垂荡以及纵摇响应谱几乎不受单个畸形波影响;波浪爬升与气隙的极大值受到畸形波的影响而增大,同时,畸形波对气隙响应谱造成极大影响,增强了波浪爬升与气隙响应的非线性性。 相似文献
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半潜式钻井平台在海洋油气资源开发中发挥着重要作用，目前主要采用模型试验和数值模拟方法对其动力性能进行研究，非常缺乏台风等极端海况下半潜式平台动力响应的实海域监测数据。以某半潜式钻井平台为研究对象，构建了一套比较完善的平台动力性能监测系统，并对台风“杜苏芮”过境阶段的监测数据进行了分析。根据平台艏部气隙及运动监测数据推算了平台吃水及环境波高；采用随机波浪的统计分析方法，计算得到短期海况的有效波高、谱峰周期、能量谱等信息，通过与多种典型海浪谱对比发现Jonswap谱与所测波谱吻合较好；对平台的横摇、纵摇及垂荡运动进行了时域统计分析和频域谱分析，得到了台风海况下被测平台波频运动的实际响应特征，对于指导平台抗台作业具有重要意义。 相似文献
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波浪能是一种清洁、可再生的新型能源，波浪能发电装置在海上作业时会受到变化的风、浪、流载荷作用，需要系泊系统保证其稳性和安全性。以适用于中国南海500 m水深的振荡双浮体式波浪能发电装置为研究对象，运用频域计算与时域计算结合的方法对双浮体及其系泊系统的运动响应和动力载荷进行计算，获取极端海况与工作海况下浮体运动和系泊缆索张力的时历数据。参照BV船级社NR-493规定的海上浮式结构物系泊安全系数规范，对3种系泊方案进行安全校核和对比分析。选定其中一种系泊方案，通过改变系泊系统以及能量转换器（PTO）的参数，探究参数变化对双体波浪能装置运动响应以及系泊系统特性的影响，为类似应用于深水的双体波浪能装置系泊系统的设计提供参考。 相似文献
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回顾了近几年来深海平台二阶波浪力的研究成果。对几种典型深海平台结构二阶波浪力研究作了详细的阐述,包括理论分析、数值计算和实验验证等。最后指出目前该领域主要研究方向,作为进一步研究的参考。 相似文献
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《海洋技术学报》2023,(1)
本文以表层漂流浮标、漂流式波浪浮标和漂流式海气界面浮标为代表介绍了无动力海面移动观测平台的观测需求、特点、最新进展和发展趋势。无动力海面移动观测平台除具备重量轻、体积小、随波性好等特点外，相比其他观测平台最大的优势在于成本低、实时性强，可有效弥补定点观测在全球大洋空间分辨率的不足。随着海洋与气象环境观测传感器的自动化、小型化和低功耗化，尤其是在可再生能源供应和卫星数据通讯技术的支撑下，这一类型平台观测能力的可拓展性非常强。除可直接开展海洋环境声学、光学和电磁学要素的观测外，还可成为海洋化学、海洋生物、海洋地质等海洋学科的专属平台，并具备海上目标探测识别能力。随着无动力海面移动平台观探测能力的不断提高、使用成本的降低和快速投放技术的发展，此类平台在海洋观探测领域尤其是深远海区域观探测快速响应方面将有非常广阔的应用前景。 相似文献
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FPSO系统在深海海洋油气资源开发中扮演着重要的角色,而深水FPSO系统水下立管管路较长,立管整体重量较大,立管在水流作用下产生的涡激振动也较强,这些将给FPSO主船体带来严重的稳性、强度及疲劳问题。鉴于此,深海FPSO系统在油气资源开发过程中,须在水下一定深度设置若干水下软管支撑浮体,用以支撑来自深海海底的管线,减轻深水立管对FPSO的负载作用。随着深海资源开发的深入发展,传统水下软管支撑浮体作为FPSO系统的关键装备已经无法满足深海开采的需求,寻求大型化、深海化、生命周期长久化的新型水下立管支撑平台迫在眉睫,设计简便快捷、低风险的安装方法成为其开发过程中的重点和难点。详细描述了水下软管支撑浮体的产生及其发展历程,针对深海开发的需求提出了新型立管支撑平台的新概念,着重对新概念下下水安装更便捷的耐压立管支撑平台设计原理及其下水安装方式展开了分析,最后对水下软管支撑浮体和新型立管支撑平台的关键技术进行了总结,并提出了需进一步解决的问题。 相似文献
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Sensitivity Analysis of Air Gap Motion with Respect to Wind Load and Mooring System for Semi-Submersible Platform Design 总被引：1，自引：1，他引：0
A design of semi-submersible platform is mainly based on the extreme response analysis due to the forces experienced by the components during lifetime. The external loads can induce the extreme air gap response and potential deck impact to the semi-submersible platform. It is important to predict air gap response of platforms accurately in order to check the strength of local structures which withstand the wave slamming due to negative air gap. The wind load cannot be simulated easily by model test in towing tank whereas it can be simulated accurately in wind tunnel test. Furthermore, full scale simulation of the mooring system in model test is still a tuff work especially the stiffness of the mooring system. Owing to the above mentioned problem, the model test results are not accurate enough for air gap evaluation. The aim of this paper is to present sensitivity analysis results of air gap motion with respect to the mooring system and wind load for the design of semi-submersible platform. Though the model test results are not suitable for the direct evaluation of air gap, they can be used as a good basis for tuning the radiation damping and viscous drag in numerical simulation. In the presented design example, a numerical model is tuned and validated by ANSYS AQWA based on the model test results with a simple 4 line symmetrical horizontal soft mooring system. According to the tuned numerical model, sensitivity analysis studies of air gap motion with respect to the mooring system and wind load are performed in time domain. Three mooring systems and five simulation cases about the presented platform are simulated based on the results of wind tunnel tests and sea-keeping tests. The sensitivity analysis results are valuable for the floating platform design. 相似文献
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以三类内孤立波理论(Kd V、e Kd V和MCC)的适用性条件为依据,采用Morison和傅汝德-克雷洛夫公式分别计算Spar平台内孤立波水平力和垂向力,结合时域有限位移运动方程,建立了有限深两层流体中内孤立波与带分段式系泊索Spar平台相互作用的理论模型。以东沙群岛某海域实测内孤立波为对象,数值分析了在内孤立波作用下某经典式Spar平台的内孤立波动态载荷、运动响应及其系泊张力的变化特性。研究表明,内孤立波不仅会对Spar平台产生突发性冲击载荷,使其产生大幅度水平漂移运动,而且还会使其系泊张力显著增大。因此,在Spar平台等深海平台的设计应用中,内孤立波的影响不可忽视。 相似文献
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针对深海运载器海底岩芯原位取样作业需求,对基于水下运载器的深海原位取芯钻机在深海低温、高压、底层流速多变等特点条件下的作业机理及受力进行分析,并选取硬质合金钻头和PDC钻头进行了取芯钻头的轴向力、切向力和切削功率的数学力学对比计算,确定了单环四齿周向均布的金刚石复合片(PDC)钻头设计方案。在理论分析基础上,针对深海钴结壳设计了台架试验,开展钻进试验研究。通过理论计算和实验研究,探寻了一种基于深海运载器的钴结壳小型钻机设计方法,确定了钻机功率、转速、钻进正向压力和取芯率等基本参数选取范围,对开展海底岩芯原位取样作业具有重要的指导意义。 相似文献