海洋平台结构风险评估

作为结构系统可靠性方法与结构损伤冗余设计的一个合理延伸与综合，结构风险评估与决策技术是近年来得到迅速发展的新方法。本文讨论了海洋平台结构风险评估的理论框架，涉及了结构风险评估的几个基本方面，为进一步进行详细研究确立了一条主线。本文还对导管架式平台的结构风险评估进行了简要讨论。     

海洋平台结构的冰力作用模型

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     

海洋温差能发电系统仿真平台开发及应用

构建海洋温差能发电系统仿真平台,对于开展该领域的技术研究具有重要意义。本文介绍了海洋温差能发电系统仿真平台研发技术,包括仿真系统热力循环模型和海水输送模型的构建、仿真平台的技术框架、仿真系统的特点及功能等,详细介绍朗肯循环各热力学过程的仿真计算模型,并利用该仿真平台分别计算了朗肯循环下9 种不同工质在海洋温差能发电系统中的运行效率,比较了它们之间的性能差异,给出了不同装机容量下的工质流量、温海水流量、冷海水流量及蒸发器、冷凝器的热负荷计算值。该成果为海洋温差能研究提供了一个有价值的仿真试验研究平台。     

海洋平台结构系统可靠性分析

本文研究了对三维模型的导管架平台结构系统可靠性评估方法。在极值载荷条件下，分别以极限冲剪应力及屈曲临界应力作为管节点及杆件的极限强度，采用增量载荷法建立失效模式安全余量方程。同时研究了求取结构系统主要失效模式的自动算法及计算系统失效概率的方法。作为一个算例，运用作者开发的计算机程序，对一固定式导管架平台进行了可靠性分析，验证了本文方法对开展三维模型平台结构系统可靠性评估是可行的。     

基于小波变换的固定式海洋平台结构损伤识别方法研究

小波变换在分析非平稳信号方面较傅立叶变换更有效,为了检测出海洋平台结构中裂缝或因刚度降低引起的损伤,对海洋平台的响应信号进行离散小波变换,通过分析变换后的信号是否有突变现象判断结构是否出现损伤,并结合模态应变能法实现了对结构损伤的定位,探讨了传感器位置对识别效果的影响。     

海洋平台结构地震响应不确定性因素分析

本文将海洋平台结构的刚度、质量、阻尼以及动水阳力系数C_m,C_d模拟为随机变量,利用随机有限元法,分析了这些参数的变异性引起的海洋平台结构地震响应变异性问题。结果表明,海洋平台结构地震响应的变异性与输入结构参数本身的变异性具有同一量级,动水阻力参数变异性对平台反应的影响比结构参数变异性平台反应的影响稍小。     

基于Clayton Copula函数的二维Gumbel模型及其在海洋平台设计中的应用

根据Gumbel分布和Clayton Copula函数构造出二维Gumbel Clayton Copula分布,根据渤海海域某观测站测得的1970—1993年年最大波高及风速,具体介绍该二维Gumbel模型在海洋工程设计中的使用方法。通过导管架平台基底剪力计算表明,使用该二维Gumbel模型所得的50a一遇剪力值降低了37%,对于边际油田,可以降低荷载设计标准,从而减少海洋工程的投资费用。     

基于实测动冰力时程的海洋平台结构冰振反应分析

冰激平台结构振动是影响渤海石油钻采平台冬季正常生产和安全的主要因素。本文采用实测冰压力时程,对渤海辽东湾北部的ＪＺ２０－２ＭＵＱ平台结构进行了冰振反应分析,计算了不同设计冰厚、不同冰作用方向和标高及平台桩腿有无正倒锥体（一种破冰装置）的结构反应,探讨了正倒锥体对减轻冰力和结构反应的作用,发现了结构冰激振动的一些特征,为在该平台上实施振动控制方案提供了依据     

基于小波分析的海洋平台实时结构健康监测

由于海洋平台结构长期处于恶劣的海洋环境中,并受到各种载荷的交互作用,结构容易产生各种形式的损伤。因此,对海洋平台进行实时监测有着十分重要的现实意义。以单筒简易导管架平台为例,主要在结构损伤的判定和定位两方面对海洋平台的实时结构健康监测进行研究,结果表明通过对结构响应信号进行小波分析,小波变换系数和小波包能量分布可以很好地定义损伤识别指标。     

基于熵的海洋平台安全评价专家评定模型

针对现今海洋平台安全评价中存在的仅靠主观臆断选取专家的缺陷,在定义最优专家的基础上,采用熵度量各专家给出评价结果的不确定性及专家与最优专家的差异,建立了基于熵的专家评定模型。海洋平台装船过程安全评价中,对专家的评定实例表明,该模型计算简单,意义明确,对海洋平台安全评价具有重要的理论与现实意义。     

加勒比海三重双向嵌套三维环流模型的应用

对三重双向嵌套海洋环流三维数值模型系统(CANDIE),用尤卡坦海峡实测横断面流速和海温等值线、1990年代根据卫星跟踪漂移轨迹推求得到的15m水深处的时间平均流场、实测平均海温过程和西加勒比海体积输送流函数等资料进行了验证,结果表明所建三重双向嵌套模型系统结构与参数合理,模型能较好地模拟西加勒比海的环流特征如加勒比流、巴拿马-哥伦比亚漩涡和该地区温盐的季节性变化。模型被用来计算小模型计算域(伯利兹大陆架)珊瑚礁地区不同水深处悬浮颗粒的运动轨迹线、颗粒的保留与耗散。近表层耗散在Lighthouse Reef Atoll和Glovers Reef Atolls以东相对较强,在内大陆架特别在Inner Channel内和South Water Cay附近相对较低。为了测试伯里兹大陆架海表面珊瑚礁之间的水动力连接特性,计算了位于Turneffe Islands Atoll和GloversReef Atolls珊瑚礁的上游颗粒来源区(源)和下游颗粒耗散区(汇),在30天内到达这两处环形珊瑚礁的近表面颗粒的可能来源区包括该两者周围的浅水区域、两者之间的深水区域和洪都拉斯Bay Islands的沿岸水域,Turneffe和Glovers Reef Atolls 30天下游耗散区分别覆盖了伯里兹大陆架的中部和南部水域。     

基于Cesium的海洋环境要素三维可视化研究

基于海洋环境要素数据多源的特点,三维地球的可视化显示更有利于海洋复杂信息传递.Cesium是一款免费、拥有诸多API(application programming interface)的开源地图引擎,本文将二维可视化渲染效果较好的点方式可视化法、点图标映射法和流线法应用在Cesium三维地球引擎中,以NetCDF数据...     

基于多源数据的三维城市建模方法

以天津新港三维城市建模为例,介绍了基于二维数据、DEM和3D模型等多源数据的三维城市建模的方法和关键技术。为有效利用现有数据资源快速、准确建立三维城市模型提供了一种经济、灵活、省时、高效的方法。     

三维激光扫描技术在数字城市中的应用

三维激光扫描技术具有精度高、速度快、真实感强、数据量大、作业安全等众多优点,应用领域日益广泛。通过三维激光扫描仪对建筑物进行扫描作业和数据处理,建立建筑物的三维模型,并以Leica的ScanStation2地面三维激光扫描仪为例,讨论激光扫描仪在数字城市中的应用。     

基于FLOW-3D的三维数值波流水槽的构建及应用研究

为获得具有自由液面的三维波流水槽,基于FLOW-3D有限差分程序,选用RNG?-?紊流模型,基于线性波速度入口法造波,采用VOF方法对自由液面进行追踪。构建具有自由液面的三维波流联合作用数值水槽,对比压力出流边界与Sammerfeld辐射边界发现,在波流水槽内采用压力出流边界能够保持流体体积守恒,波形稳定;加入的孔隙结构,不仅能保证良好的消波效果,而且流体能够顺利通过,对消除反射波影响效果良好;与实验结果对比发现,垂向时均流速与实验数据拟合较好。波流场中桩柱前形成明显下潜水流及漩涡,是形成局部冲刷主要原因。本文所构建的波流数值模型波形稳定、具有良好的波流特性,能较好反应波浪与水流之间的相互作用,可进一步模拟波流场与结构物之间的相互作用或波流作用下泥沙冲刷等研究。     

利用Direct3D的地形三维快速重建方法

在视口数据检索之后，视口重建效率成为了影响地形数据三维重建和显示速度的主要因素，视口重建与可利用的开发平台资源密切相关。在剖析Direct3D硬件访问方式的基础上，提出了一套完整的DEM快速重建方法。实验结果表明在相同的条件下，基于Direct3D的视口重建具有明显的速度优势。     

基于风浪联合概率模型的海洋平台结构系统可靠度分析

基于多变量极值理论的联合概率模型,根据BZ28—1油田一年多的风浪同步观测资料统计得到风浪联合概率分布及其参数,讨论了海洋平台结构系统可靠度分析的等效荷载方法,在此基础上分析了JZ20—2MUQ平台结构的系统可靠度,并与不考虑风浪相关性影响的JZ20—2MUQ平台结构的系统可靠度比较,得到了风浪相关性对系统可靠度的影响情况。     

基于Delft 3D模型的感潮河口示踪模拟

为研究感潮河口的水力特征及溶质扩散规律,通过布放仪器监测水文参数,分析研究区的水力特征;采用荧光染色剂罗丹明B作为示踪剂开展现场示踪实验,研究示踪剂的扩散规律;基于Delft 3D模型的水动力模块与示踪模块相耦合,对研究区的动力场和示踪结果进行模拟,获取了小清河口的水平湍流扩散系数。结果表明:调查期间(非汛期)小清河口的水力条件主要受潮汐控制,潮汐对河口下游的作用更明显。由于河流径流量较小,在潮汐作用下,示踪剂从小清河口向海传输的速度较慢,导致示踪剂在河口长时间滞留。相关性分析(R²)和均方根误差(RMSE)结果表明示踪剂迁移模拟结果的可靠性高。基于本研究得到小清河口的水平湍流扩散系数(D_ξ,η)为6t^0.12m²/s。本研究可为小清河口以及同类河口中水平湍流扩散系数的估值提供参考,对于评价污染物在同类河口中的传输行为具有指导意义。     

基于球体的海洋标量场要素的三维可视化技术研究

在分析海洋环境标量场要素数据特点,了解常规的海洋环境要素分析和可视化表达方式的基础上,对在三维球体模型上实现海洋标量场要素时空分析和可视化表达的方法和技术进行了研究.提出了海洋标量场要素数据的三维空间数据模型,以此为基础利用VC与Open GL技术实现纹理数据的实时绘制,并采用基于对象的方法在三维球体上对其进行可视化表达,实现了真正意义上基于地球球体模型的海洋标量场要素的可视化.该基于球体的可视化方式能更好地表现研究对象的区域特点,特别是在进行大范围区域乃至全球性研究时更具优势.同时,通过按需进行数据抽取,系统在数据加载效率与数据承载总量上都有所提高,在＂数字海洋＂原型系统中目前已经加载了全球范围多个精度的温度、盐度、密度、声速等标量场数据,并实现了业务化运行.