基于非线性数学模型的半潜式平台共振运动特性研究

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。     

传统Spar平台和型组合共振运动响应研究

研究传统Spar平台在长周期规则波浪下的和型组合共振现象.考虑垂荡与纵摇运动的相互影响以及瞬时波面对于纵摇运动的参数激励作用,建立平台两自由度耦合运动方程.采用多尺度法导出了当波浪频率接近垂荡与纵摇固有频率之和时方程的一阶摄动解.针对一座实际Spar平台,通过求解幅值分岔方程,得到平台在不同波高下的运动响应并进行了数值模拟.计算结果发现,当波浪幅值超过某一极限值时,平台出现较大幅值的垂荡与纵摇亚谐共振运动.研究结果揭示了Spar平台出现和型组合共振的条件和组合共振时的动力特性.     

圆筒形FWPSO水动力性能模型试验研究

针对一圆筒形FWPSO设计概念开展水动力性能模型试验研究,研究发现圆筒形FWPSO纵摇运动受二阶波浪力作用明显,存在显著的低频运动;同时由于垂荡固有周期与波浪周期接近,该平台在大的波浪环境中出现较大幅度的垂荡运动而在小的波浪环境下纵摇和垂荡运动性能优良。该问题应当引起设计者足够的重视。     

浅水浮式风机基础水动力特性及波浪荷载的CFD数值分析

采用计算流体动力学(CFD)方法对OC4-DeepCwind半潜式风机基础在30～100 m水深下的水动力特性和非线性波浪荷载进行了研究。基于验证的数值波浪水池,通过结构自由衰减运动及规则波下浮式基础的幅值响应算子(RAO)计算,分析了浮式风机基础的结构动力特性及水动力特性随水深的变化规律,研究了浅水条件下非线性波浪荷载特征。研究结果表明,随着水深的减小,风机基础结构垂荡固有周期略有增大,垂荡和纵摇的阻尼比均呈现逐渐增大的趋势;与黏性流理论计算结果相比,势流结果在浅水波浪工况下对垂荡和纵摇RAO存在显著低估;在浅水波浪作用下,风机基础所受波浪荷载的三倍波频成分占比可超过5%,体现了浅水条件下波浪与结构之间较强的非线性作用。     

台风海况下半潜式钻井平台动力性能监测与分析

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。     

Spar平台垂荡-纵摇耦合运动失稳机理

研究参数激励和强迫激励共同作用下Spar平台垂荡-纵摇耦合运动的失稳机理.考虑静稳性和排水体积的变化,推导平台的垂荡回复力和纵摇回复力矩表达式,建立规则波浪中平台垂荡-纵摇耦合的运动方程.以经典Spar平台为例,分析平台垂荡-纵摇耦合运动发生马休类型不稳定运动的条件以及平台运动失稳的形式,给出波高和波浪周期平面上平台因大幅运动失稳的参数域.结果表明,当波高相对较小时,波浪的临界周期接近于垂荡固有周期,平台失稳的形式为马休失稳;当波高相对较大时,波浪的临界周期远离垂荡固有周期,平台由于大幅摇摆运动而失稳.     

畸形波作用下半潜式平台波浪爬升与气隙响应特性

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。     

深吃水半潜式平台参数共振研究

深吃水半潜式平台(deep draft semi-submersible,DDS)作为一种新型海洋结构物,既继承了传统半潜式平台的优点,又改善了传统半潜式平台垂荡运动性能差的不足。但随着吃水的增加,DDS纵摇运动参数共振也成为一个不容忽视的问题。当DDS纵摇运动固有周期和垂荡运动周期满足一定关系时,纵摇运动将发生参数共振,纵摇角度将会显著增大。研究推导了DDS纵摇运动方程,并简化为标准的马修方程,运用希尔无穷行列式法求解马修方程,得到了含阻尼的马修稳定性图谱,并结合具体算例讨论了不同参数对DDS纵摇运动参数共振问题的影响。研究表明:深吃水半潜式平台的参数共振,是设计人员在设计之初必须考虑的问题;通过合理选取平台的系统参数,可以有效避免纵摇运动参数共振现象的发生。     

新型半潜式海上风力机基础水动力特性研究

概念性地设计了一种新型半潜式海上风力机基础,确定了结构的型式和尺寸,对风浪联合作用下不同工况的风力机基础稳性进行了校核.考虑黏性阻尼和二阶波浪力的作用,计算分析了风力机基础的水动力系数、幅频运动以及动力响应特性.结果表明,经过改进的新型风力机基础具有良好的稳性和水动力性能,特别是在垂荡性能上有大幅的提升.波浪入射角度对垂荡的影响不大,但对其他自由度RAOs影响较大.垂荡、横摇和纵摇RAOs均存在一个主峰值和次峰值,但峰值周期均远离波能集中区.此外还发现,不同工况下风浪入射角对风机系统的动力响应和系泊力均有较大影响,相对于工作工况,极端工况下所受风荷载较小,但是系泊力更大.     

考虑二阶波浪荷载效应的海上TLP浮式风机分析

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。     

营口市海水浴场资源环境容量分析

营口市位于辽宁省的中南部,面对渤海的辽东湾,背依鞍山市平原丘陵,东邻辽东崇山峻岭,西接盘锦市沿海平原,有辽河蜿蜒人海,海岸线绵延曲折。由于受海洋、河流的影响．营口市四季分明,气候宜人,蕴藏着丰富的滨海旅游资源,海蚀景观、地质珍迹、人文景观等资源各显异彩;尤其是海水浴场,条件极为优越,与国际上一流的海水浴场相比．毫不逊色,在某些特征上还稍胜一筹。     

A method of estimation of the results of reconstruction of the trajectories of drifting buoys

A method for the estimation of the results of reconstruction of the trajectories of drifting buoys is proposed. It is based on the comparison of the estimates of power spectral densities for the components of current velocity computed according to three data sets: the data set of the coordinates of a drifting buoy with a built-in GPS receiver, the data set of coordinates formed on the basis of the first set but with data missing and observational errors corresponding to the actual trajectory measurements by the Argos satellite location and data collection system by the Doppler method, and the data set of coordinates obtained as a result of interpolation of the second set. As an example, we consider the procedure of realization of the proposed method and demonstrate the efficiency of its application for the improvement of the reliability of reconstruction of the trajectories of drifting buoys.     

Estimates of fishery potentials of the EEZ of India

An attempt has been made to estimate the fishery potentials of the EEZ of India on the basis of data on primary and secondary production. The total column primary production and zooplankton production have been calculated to be 265·9 and 9 million tonnes of carbon per year, respectively. From these values the fishery potential has been estimated as 2·5 million tonnes per year. To this, if we add the estimated demersal fish catch, being 1·2 million tonnes per year, the total potential yield comes to 3·7 million tonnes per year. Since the present average total catch is about 1·6 million tonnes in a year, the fish catch could be doubled.     

韩国的海岸带综合管理

1992年，联合国21世纪议程提出了综合管理的概念，并认为它是海岸管理的最重要目标，而海岸管理的目的就是改进业已存在的管理实践的效率和效果。在21世纪议程的实施过程中，沿海国家面临着巨大的困难，即：为了使综合管理在实践中具有可操作性而建立适合的政府机构。韩国正是在国家范围和次一级区域进行这项工作的实验场所。这项工作的最重要成就是在1996年成立了具有综合协调各涉海部门职能的韩国海洋事务与渔业部（MOMAF）。这篇文章的内容主要来自于这些观察，即韩国政府为建立海岸带综合机制而进行了各种努力，特别是1992年联合国环发大会召开后到1997年初海洋事务与渔业部成立了海岸带管理处这段时间里开展的各种工作，文章重点在于评价在建立海岸带综合机制的过程中综合的概念是如何被应用并被挑战的。文章提出了在东亚地区沿海国家开展合作的可能区域的建议。     

天然气水合物地球化学特征

天然气水合物是在低温、高压以及有足够气体供应条件下形成的一种天然气(主要为甲烷)与水组成的似冰状固态化合物。天然气水合物中包含的甲烷碳是全球甲烷资源的重要组成部分,是一种数量巨大的潜在能源[1]。而且由于甲烷的温室效应,天然气水合物分解释放的甲烷进入大气中会严重     

海鸟系列CTD数据预处理分析

介绍了海鸟系列温盐深测量仪(CTD)原始数据预处理的方法和步骤,解释各个过程中的原理,根据规范和工作实际对处理过程中存在的问题进行分析,提出解决方案,针对资料的标准化提出建议和意见。     

A model of the dynamics of the ecosystem of the Sea of Azov

We use many-year archival observations of hydrologic and hydrobiologic state of the Sea of Azov for the identification of the structure of a model of its ecosystem. The ecosystem model, supplemented with expert estimates of bioresource consumption (fish reserve), contamination level, and possible ecologic fines for violation of the sea natural state, is formalized by the method of system dynamics. Hereat, the major part of influence functions is found in terms of observational data with application of self-organization algorithms. We also present the results of simulated experiments with the model of the ecosystem, which enable us to analyse scenarios of its behaviour under the influence of various external factors (wind, river discharge, water exchange with the Black Sea, etc.). Translated by Peter V. Malyshev and Dmitry V. Malyshev     

Analysis of photographic images of the structure of the surface of the sea near a speck of light

Values of root mean square slope ₀ and its variations -₀ are estimated using the brightness field of an image of the surface of the sea near a speck of light. When ₀ and -₀ are defined it is highly important to take into account direct as well as dissipated solar radiation.The space-time analysis of the structure of the image brightness field is performed. This gives an opportunity to estimate dispersion relationship and the running effect of a brightness contrast packet. Comparison of the parameters obtained with the theoretical dispersion ratio of internal waves (IW) allows one to make a conclusion that IW surface manifestations are recorded in a frame.UDK 551.463.5     

Hierarchy of the models of classical mechanics of inhomogeneous fluids

The methods of perturbation theory and integral representations are used to analyze the general properties of a system of equations of the mechanics of inhomogeneous fluids including the equations of momentum, mass, and temperature transfer. We also consider various submodels of this system, including the reduced systems in which some kinetic coefficients are equal to zero and degenerate systems in which the variations of density or some other variables are neglected. We analyze both regularly perturbed and singularly perturbed solutions of the system. In the case of reduction or degeneration of solutions, the order of the system decreases. In this case, regularly perturbed solutions are preserved (with certain modifications) but the number of singularly perturbed components participating in the formation of the boundary layers on contact surfaces and their analogs in the bulk of the fluid, i.e., the elongated high-gradient interlayers, decreases. The interaction between all components of the currents is nonlinear, despite the fact that their characteristic scales are different.