基于模糊理论的FPSO海上连接作业效能评价方法研究

海上油田浮式生产储油脚油装置是集油气水处理、储存、外输于一体的大型海上设施,其海上连接作业受到气象、海况等不确定因素影响,施工前要做详细的施工方案设计,因此准确评价作业效能具有非常重要的意义.由于海洋油气开发工程具有单一性,其效能值无法根据以往施工经验来估计,而且也不能够通过实验方法获得.论文基于模糊理论和组合赋权方法,尝试用模糊评价的方法估算作业效能,构造FPSO海上连接作业效能评价体系,并以一实例验证了该方法的可行性、合理性.     

水下干式油漆的新工艺

为了便于在海洋构件、船舶表面以及其他海洋设备上进行油漆、最近日本海洋科学技术研究中心成功的创制了一种油漆新工艺,为了鉴定这项工艺,该中心对拴在岸边的浮船坞水下处表面进行了试验,并对其进行了评价,结果认为,采用这种新工艺能够使浮船坞的外表面形成一种良好的油漆面。实际上、海上船舶和水下构件都需要一定的维护保养。而且水下维护技术最受注意的是     

不同海况下浮式石油平台支墩动态力学分析与结构优化

浮式石油平台作为一种海上石油生产基地,在海上服役过程中,受到各种恶劣多变的海况影响,易导致模块支墩结构发生失效破坏,使上部模块存在整体倾覆的风险。因此,本文以我国浮式石油平台作业较多的南海海域为例,开展在不同海况下浮式石油平台模块支墩动态力学分析与试验研究。通过有限元仿真软件建立上部模块三维模型,开展支墩结构动态力学分析,根据仿真云图找到了支墩危险部位,并用六自由度平台模拟多种海况进行模型试验,验证仿真的正确性。在此基础上对模块支墩进行安全校核和结构优化。试验与仿真结果表明：支墩危险部位为筋板、肘板处,通过加厚、倒角可有效减小危险部位的应力集中及最大应力值,文中提出的六自由度平台模拟海况的试验方法可用于单模块模型的动态力学分析,研究结果为浮式石油平台上部模块支墩的力学分析和设计建造提供参考。     

水下滑翔机海上试验研究

介绍了水下滑翔机工程样机"海翔1"号2015年在南海的海上试验情况,包括试验对象、试验海区、试验步骤和试验数据分析等。本次试验最大下潜深度达到503.7 m,最大垂直速度为0.15m/s,最大水平航速为0.33 m/s,水中航行里程总计41.2 km。在4级海况下完成了通信定位、数据传输、布放与回收作业,搭载了CTD、叶绿素和溶解氧浓度传感器进行海洋环境参数测量,获得了500 m深度剖面内的温度、电导率、叶绿素浓度和溶解氧浓度参数信息。本次海上试验为水下滑翔机产品设计定型和示范应用奠定基础。     

多圆柱体浮标的横摇性能分析

横摇性能是评价浮标在海上运动稳定性的重要参数之一,它直接影响浮标在海中漂浮的姿态和对天线束宽的要求,这对于卫星通讯浮标尤为重要,因此大多数的浮标主体外形为横摇性能较好的球体,但是球体浮标不适合被无人机携带。本文设计了一种用于空投横摇性能较好的圆柱体浮标,通过研究圆柱体浮标尺寸形状与横摇性能的关系,分析不同尺寸下圆柱体浮标横摇性能随直径与高度的比值(径高比)的变化趋势。同时,分析了同种海况下球体浮标横摇性能随直径的变化趋势作为对比,发现圆柱体浮标的横摇放大因子随径高比增大而先增大后减小,从而确定多圆柱体浮标的设计方案,数值模拟该形状浮标在5级海况下的横摇性能,计算得到稳定状态下的最大横摇角度小于20°。另外进行了海上试验,浮标在有效波高为1 m的海浪中的最大横摇倾角约为16°,符合设计要求。     

海上试验场潮流能发电装置综合测试与评价方法分析(英文)

开展潮流能装置实海况试验、检测与评价方法研究,对海洋高科技成果的转化、海洋可再生能源开发提供了科学、有效的技术保障。文章通过对潮流能装置的功率输出特性、年发电量、能量转换效率三项核心指标进行分析,提出指标的测试内容和评价方法,为实现潮流能海上试验与测试场建设提供技术依据;并根据对海上风电场的研究,提出了海上试验场潮流能装置的电能质量测试与评估方法;给出潮流能装置安全准入的测试内容,全面评估试验场潮流能装置的运行状态。     

波浪滑翔机海上试验研究

介绍了“海鳐”波浪滑翔机 2019 年在南海中东部海域协同组网海上试验的情况，包括试验对象、 试验海区、试验步骤和试验数据分析。本次试验最大航程 3 069.3 km，连续航行时间 94 d。3 级海况下航速大于 1 kn，定点位置保持半径精度小于 150 m。经历多次台风考验，验证了波浪滑翔机在恶劣海况下的生存能力。 开展了多台波浪滑翔机的编队走航和定点位置保持试验，并且与国内相关单位的波浪滑翔机进行了性能比测。 本次海上试验为波浪滑翔机产品设计定型和示范应用奠定了基础。     

声学多普勒流速剖面仪海上比测试验研究

针对平台和试验条件对声学多普勒流速剖面测量仪（Acoustic Doppler Current Profiler,ADCP）海上比测试验的影响,本文开展了基于坐底平台和浮平台的ADCP海上比测试验。本文统计了不同测量时间段、不同剖面深度比测ADCP所测流速、流向数据的相关系数和均方根误差,完成了基于坐底平台、浮平台开展ADCP海上比测试验总体效果分析,并研究分析了采样时间、海况等试验条件对浮平台试验结果的影响。研究结果表明：浮平台相较于坐底平台更适合开展ADCP海上比测试验,采样时间段不同、海况等级不同都会影响海上比测试验结果。本文研究成果可为进一步优化海上比测试验结果提供方向,为规范国产ADCP的检验验证手段提供理论基础和实践依据。     

ENDECO-956型方向波浪跟踪浮标系统及现场试验

ENDECO-956型波浪跟踪浮标系统,是美国环境设备公司设计生产的一种能够在恶劣的海况环境中测量波面起伏和波向的遥测浮标及实时处理波浪遥测数据的自动化装置.该装置通过浮标调频遥测系统,把实测资料发射到安装在陆上或船舶上的接收装置,再通过数据处理机得到波浪统计参量和方向能谱密度的数值.1982年11月我们在海上进行了首次试验,其后又进行了多次海上测波浪试验.试验结果表明该系统性能良好.现将该系统的结构、浮标的工作原理及现场试验结果分述如下:     

海上风机整体吊装技术在舟山海域的应用

海上风机整体吊装技术已在多个海上风电场成功应用,但随着海上风电场深海化发展的趋势,海况条件越来越复杂,整体吊装技术的应用需要解决一些新的技术难题,文章结合国电舟山普陀6号海上风电场项目实例,通过对整体吊装现有工艺和现场海况条件进行分析对比,提出改进措施,并得到实践验证,保证了项目的顺利进行。     

浮船坞出运沉箱技术在船坞工程中的应用

采用气嚢搬运沉箱上浮船坞和浮船坞坐底出运沉箱的施工工艺,施工效率高且安全可靠,该工艺已在沉箱施工中得到了广泛应用。结合浮船坞修理改造后首次应用于渤海重工30万吨级大型船坞工程实例,介绍了浮船坞出运沉箱技术的工艺流程和施工要点,对类似工程的施工具有一定的参考价值。     

我国海上第一座10万吨级浮船坞分析

介绍了１０万吨级钢持浮船坞的总体性能，主尺度的造反和建造方案，并对可进坞船舶进行分析。     

基于EMD-LSTM模型半潜平台运动极短期预报

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。     

基于现场实测数据的半潜式平台运动响应分析和极值预测研究

浮式平台承受风浪流等多种海洋环境载荷作用,呈现出复杂的运动学响应状态.通过对"南海挑战号"半潜式平台的实测六自由度响应数据进行分析,采用广义极值分布建立六自由度响应的概率密度和分布模型,并通过K-S(Kolmogorov-Smirnov)检验验证了分布模型的合理性,进而开展了对该平台多年一遇重现期的六自由度响应极值预测研究.通过与平台的初始设计指标进行对比,发现平台的横荡、纵荡等五个自由度表现良好,而垂荡的响应极值超出设计指标,在现场作业中应予以注意研究成果对平台的安全作业具有辅助指导意义,可将预测结果作为极端恶劣海况下,人员提前撤离的辅助决策支持.通过更新平台的监测数据进行极值分析和预测研究可评估平台的性能变化行为.     

一种基于状态空间模型的浮式海上升压站平台动力响应计算方法研究

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。     

气囊出运沉箱的安全控制

伴随着深水泊位的建设，大型沉箱因具有良好的整体性、稳定性、施工的高效性而备受设计单位和建设单位的青睐，具有广泛的应用前景，如何确保沉箱的出运安全成为所有施工单位关注的焦点。成功采用了“超高压气囊顶升、运移沉箱上浮船坞出运沉箱”的施工工艺安全出运百余大型沉箱。结果表明，以安全生产责任制为核心，采用防治结合方法将其进行认真落实，保证措施有效是气囊出运沉箱安全的必要条件和有效保证。     

Autonomous underwater vehicle homing/docking via electromagneticguidance

Central to the successful operation of an autonomous undersea vehicle (AUV) is the capability to return to a dock, such that consistent recovery of the AUV is practical. Vehicle orientation becomes increasingly important in the final stages of the docking, as large changes in orientation near the dock are impractical and often not possible. A number of homing technologies have been proposed and tested, with acoustic homing the most prevalent. If AUV orientation is required as well as bearing and distance to the dock, an acoustic homing system will require high update rates, and extensive signal conditioning. An Electromagnetic Homing (EM) system is one alternative that can provide accurate measurement of the AUV position and orientation to the dock during homing. This system offers inherent advantages in defining the AUV orientation, when compared to high frequency acoustic systems. The design and testing of an EM homing system are given, with particular attention to one can be adapted to a wide class of AUVs. A number of homing, docking, and latching trials were successfully performed with the design. Homing data include dead reckoning computation and acoustic tracking of the homing track, and video documentation of homing into the dock     

Mooring developments for autonomous ocean-sampling networks

Two general-purpose mooring designs have been developed to support autonomous underwater vehicle (AUV) operations in autonomous ocean sampling networks (AOSNs). These moorings provide two-way communications between investigators and AUVs docked on the moorings or conducting survey operations some distance from the moorings. A deep-water design that incorporates an AUV dock and recharging station was built for use in the Labrador Sea during the winter of 1997/1998. This severe winter environment required a robust design that could operate unattended for six months while isolating the dock from surface wave motion. A much lighter, easier-to-deploy design was developed for use in coastal waters to extend the nearshore AOSN operating area by extending the communications network. This coastal design has been deployed without the dock component and has typically been configured for use in a small network of moorings maintained with a small research vessel. The deep-water mooring has been deployed successfully on two occasions, for short periods of time. The coastal moorings have been deployed a number of times and have proven to be quite effective. This paper describes the two moorings in detail and provides information on their performance so that interested investigators can utilize the technology where it meets their needs     

浮箱式船坞设计

该船坞工程设计是将主体结构分成数个钢筋混凝土结构段,采用浮箱结构,沉箱台座预制,水上浮运,水上安装,不做施工围堰,缩短工期,节省造价,坞室有效宽度达２４ｍ,是在近海建造干船坞的一种新的尝试。