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Spar是一种新型的深海油气资源开发平台,由于结构比较复杂,平台硬舱结构的弯曲极限强度很难用常规的理论方法进行计算。采用非线性有限元分析方法,分析结构构件、边界及载荷条件对硬舱结构弯曲极限承载能力的影响。结果表明:单舱段和两舱段的极限弯矩计算结果基本一致;当弯矩载荷方向平行中心井对角线方向时,结构的抗弯强度较弱;重力载荷对舱段的极限弯矩影响较小;结构内部的环向框架能显著提高舱段的抗弯强度。 相似文献
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为了满足深海极端环境科学研究的需求,设计了深海极端环境模拟装置。对系统结构以及工作原理进行分析,介绍了培养釜、温度控制子系统和压力控制子系统。重点针对当前模拟装置压力控制精度不高的问题,设计了高精度压力传感器,并提出一种迭代自学习PID压力控制算法,实现系统压力自动检测和连续控制,同时带有观察窗的培养釜结构可以实现微生物状况实时观测。实验结果表明,该系统能够实现深海极端环境参量高精度模拟,可以为深海极端环境科学研究提供很好的平台。 相似文献
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《海洋技术学报》2024,(1)
深海环境模拟装置是开展深海技术与装备研发中必不可少的试验系统。本文基于预应力钢丝缠绕技术，将传统的单层筒体拆分成双层结构，并在内套筒和外套筒间设有冷却通道。以筒体内径1000 mm、筒深2500 mm、最高设计压力200 MPa 的深海环境模拟装置为例，进行筒体结构和低温控制过程的初步计算分析。通过计算结果可知：在筒体结构设计上， 缠绕预紧系数浊η=1.13 时，筒体外半径r0 = 795 mm，芯筒总厚度为177 mm，所需缠绕钢丝层厚度为118 mm；在低温控制过程，增压器等熵效率为0.6 时，需要通过制冷系统将初始状态的工质水冷却至0 ℃，并保持筒内不少于4.6%的含冰量，且制冷系统总制冷量不低于24.62 kW，则可以实现筒内200 MPa下4 ℃及以下低温控制。研究结果可以为大型全海深环境模拟装置的低温控制策略研究提供参考。 相似文献
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为了探索不同径厚比海底管道的压溃屈曲特性,本文分别采用挪威船级社（Det Norske Veritas,DNV）规范、有限元模拟和深海压力舱模型试验,研究不同径厚比海底管道承载外部水压的能力,并就DNV规范压溃屈曲计算公式对不同径厚比管道的适用性进行了讨论,优化了小径厚比海底管道压溃屈曲的设计方法。研究表明：小径厚比管道的压溃屈曲临界压力对管道径厚比的变化更敏感;DNV规范计算小径厚比管道的压溃屈曲临界压力偏小,在进行深海管道的压溃屈曲设计时,建议采用模型试验结合有限元模拟的方法,计算管道实际可提供的压溃屈曲承载力。 相似文献
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《海洋通报(英文版)》2019,(2)
深针对深海装备在深海高压环境下安全稳定运行的需要,以深海高压环境下的往复运动用组合密封结构为对象,研究不同海水深度、轴的不同往复运动速度对组合密封结构密封性能的影响,探明在不同工况下往复运动组合密封结构密封性能的变化规律。研究表明:在往复运动组合密封结构中,O形橡胶密封圈的Von Mises应力与主接触面上的接触应力的作用点随往复运动方向的变化而同向变化,且O形橡胶密封圈的Von Mises应力及接触应力随着海水深度的增大而逐渐增大;同时,在轴上行过程中,O形橡胶密封圈的Von Mises应力大于轴下行过程中的Von Mises应力,使得轴上行过程更易引起O形橡胶密封圈松弛与疲劳;而轴的往复运动速度对O形橡胶密封圈的Von Mises应力及接触应力的影响并不显著。研究结果为深海高压环境下组合密封结构几何参数的选择与优化设计提供理论指导与技术支撑。 相似文献
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提出了一种对内孤立波与深海立管相互作用耦合数值模拟方法。流场采用内孤立波数值水槽方法进行模拟,结构响应采用基于薄壳理论的有限元方法进行计算,采用一种将流场和结构响应数据进行实时传输的方法,实现了流体与固体之间的耦合数值模拟。对内孤立波作用下某长径比为1 200的深海立管载荷及其动力响应特性进行了数值模拟与分析。结果表明内孤立波不仅会对深海立管产生突发性剪切载荷作用,而且还会使立管产生大幅度变形响应现象,因此在深海立管设计与应用中,内孤立波的影响是不可忽视的。研究表明,该方法为研究内孤立波作用下深海立管动力特性及其工程预报相关问题提供了一种有效的手段。 相似文献