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基于多数专业风机数值模拟软件只可进行一阶波浪荷载计算这一缺点,文中将以AQWA为基础,利用其可进行二次开发的技术优势,通过实时调用风机气动荷载,实现海上TLP浮式风机分析。分析中,浮式风机平台一阶、二阶波浪荷载由AQWA计算,实时调用的气动荷载由动态链接库提供。该动态链接库主要包含了根据叶素动量定理自行编译的气动荷载计算程序。经过与FAST比较,得知该方法能满足分析需求。垂荡、纵摇力的二阶效应尤为明显。仅计算浮式风机平台波浪荷载时,可以不考虑风荷载的影响,但必须考虑平台运动的影响,波浪荷载主要受纵荡、纵摇运动影响,几乎不受垂荡运动的影响;当研究浮式风机平台运动时,必须考虑风荷载和二阶波浪荷载的影响,二阶波浪荷载使得平台响应在整个频率范围内都明显增大。张力筋腱张力受二阶波浪荷载的作用更明显。 相似文献
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针对一种新型全潜式浮式风机,应用FAST软件建立风电机组-塔筒-浮式平台-系泊系统的时域耦合分析模型,研究其在不同风况下的动力响应。计算结果表明:风速对于该浮式风机的动力响应影响明显,浮式平台的纵荡、纵摇以及风机叶片根部弯矩与风机在不同风速下受到的推力相关,由于新型全潜式浮式风机垂荡方向刚度很大,风速变化对于其垂荡运动影响相对较小;各风况下,系泊缆始终处于张紧状态,新型全潜式浮式风机运动幅值较小,具有良好的运动性能。 相似文献
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深海极端波浪环境为浮式海洋平台作业时最为关键的海洋动力环境之一。在其作用下,深海浮式平台的运动、气隙以及结构响应等均为近年来的研究热点。然而,在深海环境中,入射波浪环境往往通过X波段雷达进行测量,仅能获得波浪的短时统计值,极大限制了实海域浮动平台动力响应的研究。目前,尚无成熟的方法能够对海洋浮式平台所处海域的入射波时序进行实时测量。针对深远海半潜式平台的波浪时序随船测量问题,结合平台气隙响应与运动响应数据建立基于深层神经网络的波浪非线性解耦模型,准确估计辐射、绕射波浪以及其非线性成分对时序波浪场的影响。研究显示,基于深度神经网络的波浪时序测量技术可以实现从气隙响应到入射波信息的反推,利用该方法计算得到的波浪时序具有较高的精度。 相似文献
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加筋板是深海浮式平台的主要组成部分,其设计的合理性直接关系到平台整体经济性和安全性,提出一种基于可靠度的加筋板优化设计方法。首先,分析深海浮式平台加筋板的失效模式,得到其极限状态方程,以此为基础采用验算点法计算可靠度指标值,将该可靠度指标值作为结构优化设计的控制参数,得到加筋板的优化设计数学模型。然后,根据可靠度指标值在标准正态空间中的几何意义,推导出其对基本随机变量灵敏度分析的计算表达式,以之作为导数信息,构建出寻找设计最优点的迭代计算公式。以某张力腿平台浮筒部分某加筋板为例,用该算法对其进行基于可靠度的优化设计。计算结果表明,与传统约束优化方法相比,该算法在计算效率和收敛性上具有明显优势。 相似文献
5.
浮式防波堤在港口海岸工程、近海工程、海洋工程和水产养殖等诸多领域有广阔的应用前景。与单浮箱式浮式防波堤相比,多浮箱式浮式防波堤可提高其消浪性能。对双浮箱式浮式防波堤进行了二维波浪物理模型试验,分析了浮箱宽度、前后浮箱连接方式、前后浮箱间距以及浮箱入水深度等因素对浮式防波堤消浪性能的影响。研究结果表明:对于单浮箱式浮式防波堤,试验范围内浮箱宽度增大一倍后消浪效果改善并不相对明显;前后浮箱刚性连接的双浮箱式浮堤的波浪透射系数均小于前后浮箱自由的双浮箱式浮堤和相同浮箱宽度的单浮箱式浮堤,浮堤消浪性能提高;由于前后浮箱相对间距太大时前后浮箱的相互作用减弱,浮堤的波浪反射系数变小,而不同前后浮箱相对间距的波能损耗系数整体上差别较小,双浮箱式浮堤的波浪透射系数整体上随着前后浮箱相对间距D/2B的增大先减小然后变大,在相对间距D/2B为1.0~1.5时双浮箱式浮堤的波浪透射系数相比最小;不同波高和波浪周期下,浮堤的波浪透射系数均随着浮箱相对入水深度的增大而减小。 相似文献
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波浪作用下方箱-水平板浮式防波堤时域水动力分析 总被引：1，自引：0，他引：1
在线性化势流理论范围内求解方箱-水平板浮式防波堤的波浪绕射和辐射问题,从时域角度分析了浮式防波堤的水动力特性.采用格林函数法将速度势定解问题的控制微分方程变换成边界上的积分方程进行数值求解,浮式防波堤的运动方程采用四阶Runge-Kutta方法求解.对不同层数水平板的浮式防波堤的波浪透射系数、运动响应和锚链受力进行了计算分析,结果表明方箱相对宽度对方箱-水平板浮式防波堤的波浪透射作用有重要的影响,透射系数随着方箱相对宽度的增加而减小.对于方箱加二层水平板的浮式防波堤,在本研究的计算条件下,当方箱相对宽度从0.110增加至0.295时,透射系数从0.88减小至0.30.水平板有利于增加浮式防波堤对波浪的衰减作用,但随着水平板层数从0增加至2,这种波浪衰减作用增加的程度趋弱.方箱-水平板的浮式防波堤的运动量小于单一方箱防波堤的运动量.与此对应,方箱-水平板防波堤的锚链受力小于单一方箱防波堤的锚链受力. 相似文献
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随钻扩眼器可有效扩大下部井眼直径,对于优化井身结构、提高完井质量、提高钻进效率、降低后续作业风险具有重要意义。随钻扩眼时该工具相当于一个满眼扶正器,在直井段工作时扩眼器具有防斜作用,但在定向段随钻扩眼时该工具将改变常规造斜钻具的造斜特性,因此该工具在定向造斜段应用的可行性需要研究。以一套常用造斜钻具为例,计算了其初始造斜率以及直接扩眼工况和随钻扩眼工况的造斜率,发现使用扩眼器后对原有钻具组合的造斜特性影响很大。为达到原有造斜要求,通过单独和组合调整BHA参数（主要有螺杆钻具弯角、上稳定器外径、上稳定器距离钻头距离等）获得与原有BHA造斜特性基本相当的多种方案,这说明扩眼器可在既定的造斜要求下完成定向随钻扩眼钻进施工。 相似文献
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浮式海上升压站的动力响应分析是其设计阶段的重要内容,对浮式升压站进行结构优化进而改进其水动力性能意义重大。提出一种基于状态空间模型的浮式海上升压站平台动力响应算法,该方法通过频域拟合的方法计算延迟函数频响函数有理分式的系数,得到延迟函数的极值和留数,进而构建延迟函数的状态空间模型,通过状态空间模型代替Cummins方程中的卷积项,从而计算浮式海上升压站的动力响应。采用日本福岛示范项目的浮式升压站模型对方法进行验证,结果表明计算得到的动力响应与商业软件SESAM计算结果吻合较好,说明方法的有效性。 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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本文对一个长基线水声跟踪系统给出定位计算公式,并进行了分析。该系统利用由三个接收点组成的接收阵测定目标到三接收点的距离,并且通过自校方法测定接收点坐标,从而计算目标位置。首先说明接收阵形状与定位精度有关,证明等边三角形接收阵形状为最佳。第二分析了由于三接收点相对深度不同但计算中仍采用同一深度计算时引入的误差,它与基阵形状、基阵线度、目标与接收阵平均相对深度及接收阵各点的相对深度有关,给出了接收点深度不同时计算目标位置的公武。第三部分计算了测量误差对定位误差的影响。 相似文献
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对于海上浮式风机而言,由于受到剪切风、塔影效应、浮式基础运动等因素的共同影响,其气动载荷会更加复杂,因此如何准确快速地对海上风力机的气动性能进行预估显得尤为重要。基于速度势的非定常面元法理论,研究海上浮式风机气动载荷特性,编制了相关的计算程序。以NREL 5 MW风机为例,建立了叶片和尾流的三维数值模型,计算得到了不同风速下风机的输出功率以及叶片表面的压力分布,对比数据结果分析了该方法的可靠性。针对非定常流动,模拟了剪切风和塔影效应的作用,并重点分析了浮式基础运动对风机气动载荷的影响。研究表明,浮式基础的纵荡和纵摇会增加输出功率的波动幅值,艏摇运动会导致单个叶片上的气动载荷产生较大的波动,为浮式风机叶片控制提供了参考。 相似文献
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海洋石油建设中的一个关键环节是对有关海域的工程地质条件作出准确评价。海上原位静力触探(CPT)是主要的原位勘察手段,与陆地CPT不同,其贯入方式主要有Seabed和Downhole两种形式。这两种CPT由于贯入方式不同,所得到的锥端阻力存在一定的差异。采用有限元方法对这两种形式的CPT锥端阻力和贯入模式进行计算分析。研究显示,CPT入土过程中,周围土体存在两种不同位移状态,即滑动状态和排挤状态。在入土初期,土体以滑动状态为主,土体中竖向应力随贯入深度的增加而递增。在入土一定深度以后,土体的排挤状态占主导地位,竖向应力变化趋于平稳。这两种位移状态的相互转化解释了Seabed CPT和Downhole CPT实测数据之间的差异。在贯入深度较大时,Seabed CPT受排挤状态控制,而Downhole CPT仍然受滑动状态的影响。 相似文献
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The paper describes a method for the prediction of extreme response statistics of floating offshore structures subjected to random seas by Monte Carlo simulation. The particular case of the horizontal surge motions of a tension leg platform is considered, taking into account both the first order, wave frequency and the second order, slow-drift motions. The advantage of the Monte Carlo method is its simplicity and versatility, which allows us to account for the effect of time-variant wave-drift damping, as well as nonlinear mooring characteristics without noticeable increase in the computational complexity. It is demonstrated in this paper that the commonly assumed obstacle against using the Monte Carlo method for estimating extreme responses, i.e. excessive CPU time, can be circumvented, bringing the computation time down to quite acceptable levels. 相似文献
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采用有限元软件ABAQUS建立了海上风电单桩基础与土相互作用数值计算模型,将波浪、洋流及风荷载等效成双向对称循环荷载,研究了水平循环荷载作用下不同因素对桩身水平位移、剪力和弯矩的影响规律。研究表明,随着循环荷载比的增加,桩身位移零点和桩身剪力反弯点沿埋深逐渐下移,桩身弯矩最大值点位于浅层土体;不同荷载频率时桩身位移在零点以上变化较大,桩身弯矩随着频率的增加逐渐增大;单向循环荷载作用下桩身位移最大,双向对称循环荷载作用下桩身位移最小;壁厚较小时对桩身水平位移影响较大;在位移零点之上范围内可以考虑设计"上厚下薄"的钢管桩,以减小桩身水平位移;不同桩壁厚时桩身剪力曲线在埋深约6D处出现交点,且泥面处桩身弯矩变化不明显。 相似文献
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Hybrid model testing technique is widely used in verification of a deepwater floating structure and its mooring system,but the design of the truncated mooring systems which can reproduce both static and dynamic response same as the full-depth mooring system is still a big challenge,especially for the mooting systems with large truncation.A Cell-Tress Spar operated in 1500 m water depth is verified in a wave basin with 4 m water depth.A large truncation factor arises even though a small model scale 1:100 is adopted.Computer program modules for analyzing the static and frequency domain dynamic response of mooting line are combined with multi-objective genetic algorithm NSGA-II to optimize the truncared mooting system.Considering the asymmetry of layout of mooring hnes,two different truncated mooring systems are respectively designed for both directions in which the restoring forces of the.mooting system are quite,different.Not only the static characteristics of the mooting systems are calibrated,but also the dynamic responses of the single truncated mooting line are evaluated through time domain numerical simulation and model tests.The model test results of 100-year storm in the GOM are reconstructed and extrapolated to a full depth.It is found that the experimental and numerical resuits of Spar wave frequency motion agree well,and the dynamic responses of the full-depth mooring lines are better reproduced,but the low frequency surge motion is overestimated due to the smaller mooring-induced damping.It is a feasible method adopting different truncated mooring systems for different directions in which the restoring force characteristics are quite different and cannot be simulated by one truncated mooring system.Hybrid verification of a deepwater platform in wave basin with shallow water depth is still feasible if the truncated mooring systems are properly designed,and numerical extrapolation is necessary. 相似文献
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文中研究采用柔性气囊助浮法起升导管架的拆除技术。浅水海域浮吊进入困难并且拆除导管架的施工费用昂贵。考虑气囊产生的浮力巨大、价格便宜及连接结构方便的特点,针对即将拆除的QK18-2平台,设计气囊助浮起升导管架的技术方案。考虑水深确定导管架吃水,设计气囊与导管架的连接方式。针对导管架在位起浮状态,计算带有气囊的导管架系统幅频响应RAOs,考虑不同的海洋环境参数,计算分析风浪流作用下导管架系统6个自由度的时域运动响应,文中提出了多点系泊控制导管架运动的合理系泊方式。研究结果表明,气囊助浮法拆除导管架技术具有较高的工程实用价值,针对目标导管架平台设计的气囊助浮拆除技术方案,具有费用低、风险小及不需使用浮吊的技术优势,该项技术可以在导管架平台拆除中推广应用。 相似文献
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Logistical supply is costly for the deepwater oil and gas exploitation, thereby it is necessary to develop a novel power supply solution to improve the offshore structure’s self-holding capacity. The two-body point absorbers, as a renewable energy device, have achieved a rapid development. Heave plate is used to constrain the truss’s motion in the two-body point absorber, and the floater moves along the truss up and down. This two-body point absorber can be considered to be an essentially mass-spring-damper system. And it is well known that the heave plates have been widely used in the Spar platform to suppress the heave motions. So if the two-body point absorber can be modified to combine with offshore floating structures, this system can not only offer electric power to support operations or daily lives for the platform, but also control the large motions in the vertical plane. Following this concept, a novel tuned heave plate (THP) system is proposed for the conventional semi-submersible platform. In order to investigate the dynamic performances of the single THP, two experiments are conducted in this paper. First, the hydrodynamic coefficients of the heave plates are studied, and then the THP experiments are carried out to analyze its dynamic performance. It can be concluded that this THP is feasible and achieves the design objective. 相似文献
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M. Söylemez 《Ocean Engineering》1996,23(5):423-445
This paper presents the derivation of a general method for calculating wave forces on the cylindrical members of offshore structures. By means of the proposed method one can calculate the wave loading on cylindrical members of fixed or floating offshore structures orientated randomly in waves. This method of calculating wave forces is based on the linear Airy wave theory. Calculation procedure of wave force components is presented in great detail on the basis of wave particle kinematic properties obtained from the linear Airy wave theory. In the procedure of calculating wave forces presented, definitions of the wave reference system for propagating wave, the structure reference system for the platform and the member reference system for the tubular members of the structure are first established, and then the calculation of wave forces is given in terms of its components, which are pressure, acceleration and velocity forces, including current forces. At the end of the paper, expressions of total heave, sway and surge forces and total roll, pitch and yaw moments acting on the platform are given as a sum of these forces acting on each member of the platform. The calculation procedure derived in this paper provides a very efficient means of calculating wave forces and moments during the time-domain simulations of a floating platform experiencing large amplitude motion in intact, progressive flooding and damaged conditions. Comparisons of the predictions with the measurements which will be presented elsewhere reveal that the calculation procedure developed can predict large amplitude oscillatory and steady motion characteristics of an intact and damaged platform in waves with an acceptable degree of accuracy. 相似文献