在建导管架平台圆管风致涡激振动及减振研究

研究了大型导管架平台卧式建造时出现单边约束圆管的风致涡激振动问题。将建造过程中单边约束的导管架圆管简化成悬臂梁模型,采用van der Pol尾流振子模型模拟圆管受到的流体力,建立了圆管风致涡激振动动力学方程。使用伽辽金方法对建立的运动方程进行求解,数值分析了圆管在特定约化风速下的涡激振动特性。在圆管上附加非线性能量阱(NES)作为被动减振装置对圆管进行减振,并采用粒子群优化算法对NES的非线性刚度和阻尼参数进行了优化。结果表明,在约化速度为4.8时,得到的NES优化的非线性刚度和阻尼参数组合可以有效减小悬臂梁自由端风致涡激振动位移。本研究说明采用NES和粒子群优化算法可以有效减小圆管的风致涡激振动,为导管架安全建造提供一定的参考。     

半潜式起重平台系泊系统设计与优化研究

近年来,国内兴起了大力发展半潜式起重平台的势头,系泊系统的设计与优化是该类型平台开发中的关键问题之一。采用时域方法对半潜式起重平台系泊系统进行耦合动力分析,研究系泊系统主要参数对其动力响应特性的影响,并给出主要参数的设计优化流程,在此基础上,以能够满足安全校核且性能较优的系泊方案为目标,对该半潜式起重平台的系泊系统进行优化设计,并研究单根系泊缆发生破断对整个系泊系统的影响。结果表明:基于主要参数对系泊性能的影响规律,经优化设计得到的系泊方案,预留的安全欲度适中,能够保障半潜式起重平台在恶劣海况下的生存能力,同时具备较好的经济性。     

抗坏血酸还原海水中硅酸盐化学工艺优化研究

为了满足硅酸盐水下自动测量的要求,采用抗坏血酸作还原剂对硅酸盐进行检测,并对该工艺进行了优化.实验研究了溶液浓度、显色时间与吸光度的关系,确定了盐度对测量结果的影响,给出了硅酸盐现场自动分析工艺优化流程图.将此方法应用到水下现场分析仪上,能连续测量43 d,数据重现性较好.     

海上桶基平台基础边界条件的简化方法与结构优化

海上桶型基础平台采用桶型基础这一新型的基础型式,桶基平台在结构强度校核计算和结构优化中必须考虑其有限元分析模型的基础边界条件简化问题。本文提出了桶基平台有限元分析模型中的基础边界条件简化方法,将桶型基础边界简化为位移弹簧边界元,给出了弹簧刚度的计算方法。通过模型试验与本文提出方法的计算结果的比较,证明本文提出的方法是正确的。同时,将本文提出的方法应用于桶基火炬平台的结构优化,表明该方法是实际可行的并且对于桶基平台的结构强度校核计算与结构优化有重要意义。对于桶基火炬平台的结构优化采用了适合离散变量优化求解的遗传算法,优化的结果有效地降低了结构重量,降低了工程造价。     

薄壁梁约束扭转极限承载能力简化计算方法研究

为了快速并有效地计算海洋平台等薄壁箱型梁结构的约束扭转极限承载能力,进行了薄壁梁约束扭转极限承载能力简化计算方法研究.基于塑性极限状态分析理论,提出了薄壁梁约束扭转极限状态应力分布假设,将薄壁梁视作为一系列由主要支撑构件和扶强材支撑的板格,推导了薄壁梁约束扭转极限承载能力上限的计算公式.应用非线性有限元方法验证了所提假设和计算公式的精度,将所提方法应用于箱型梁模型和半潜平台的约束扭转极限承载能力的计算分析,并与非线性有限元结果进行了比对,结果表明,本方法具有较高的精度,可用于海洋平台等薄壁梁的扭转极限承载力上限的估算.     

正压冲固平台结构分析中基础边界条件的影响

正压冲固平台是一种采用短桩加固基础的新型海洋采油平台,对于这种新型的平台结构,在结构分析和构件强度校核中必须考虑其有限元模型的基础边界条件处理问题。本文提出了正压冲固平台有限元计算模型中基础边界条件的一种简化方法,将两个水平方向的扭转自由度简化为扭转弹簧边界元,其余自由度简化为固定约束。通过计算分析得到了不同的边界约束刚度系数的取值对平台总体位移和强度校核应力的影响及变化趋势。结论是,平台结构对约束刚度系数K的反应在10^4～10^4之间时比较明显,对K的敏感度最为强烈：在此范围之外,平台反应分别接近于简支约束情况和刚性约束情况。尤其对于接近约束边界的单元,其应力变化最敏感。     

封锁战役中攻势布雷任务优化分配模型

攻势布雷任务优化分配是提高水雷障碍封锁作战的效费比的关键。从分析攻势布雷任务的基本问题和封锁特性出发，针对攻势布雷任务计划拟制中涉及到的出航地、布雷平台、水雷、敌港口目标等要素， 采用规划论的方法，分别对最大限度节省资源投入和现有资源的利用最大化这 2 类问题构建了攻势布雷任务优化分配模型。探讨了模型内的有关数据筛选问题，并通过某典型案例验证了模型方法。     

一种新型Semi-Spar式海上风机平台系泊系统优化分析

参考英国的Kincardine风机采用的新式的Semi-Spar概念,结合spar式基础和半潜式基础的特点,提出了一种新式海上浮式风机平台模型,并基于三维势流理论,利用AQWA软件进行水动力计算,验证新式平台可靠性。分析了在风、浪、流荷载联合作用下,锚链竖向夹角、系缆数量对风机浮式平台运动性能和系泊张力的影响,对系泊系统进行优化,并验证极端工况下的可靠性。结果证明风机平台水平运动和纵摇运动幅值较小,但垂荡幅值略大,而通过减小锚链竖向夹角可以控制平台运动响应幅值,增加系缆数量可以同时减小系泊张力大小。计算结果证明了新型Semi-Spar式海上风机平台可行性,为浮式风机平台及系泊系统的设计提供参考。     

深海半潜式平台与系泊系统动力耦合的边界约束效应研究

深海浮式平台与其系泊系统的耦合作用显著,在数值分析中,需要合理确定二者耦合边界的模拟方法。本文以深水半潜式钻井平台及其系泊系统为研究对象,将浮体与系泊之间复杂的连接边界简化为固接、铰接和弹簧连接三种边界约束模型,提出了弹簧连接中相关参数的确定方法,并将不同边界约束下系缆张力的计算结果与模型试验数据进行对比验证。通过算例分析,探讨不同边界约束对平台运动、系缆张力及其疲劳损伤的影响,给出设计分析的选择建议。     

应用遗传算法评估HY-1A CCD反演二类水体组分的能力

应用一种基于遗传算法的二类水体水色反演算法,评估了HY-1A CCD反演水体组分浓度的能力.算法采用了三组分(叶绿素、悬浮物质和黄色物质)海水光学模型作为前向模型,以二进制编码遗传算法作为优化方法.通过多次反演试验,讨论了遗传算法参数对反演结果的影响;通过构造不同目标函数,讨论了目标函数对反演结果的影响;通过波段平均前后的数据模拟反演,分析了HY-1A CCD的波段平均对水色反演的影响;分析了该水色优化反演算法的浓度范围适用性;最后分析了该算法对输入数据误差的敏感性.模拟反演表明,HY-1A CCD可以用于进行二类水体水色反演,特别是在悬浮物质反演方面,该传感器优势明显.     

考虑结构-桩-土相互作用的导管架平台优化设计

首先建立了多设计准则、多约束条件的面向结构-桩-土相互作用的导管架海洋平台优化设计模型,然后给出了此模型与结构分析软件及优化算法软件相结合进行优化设计的方法,并以胜利油田埕北11#井单井采油平台为例进行优化设计.结果显示所建模型既不依赖于优化算法,也不依赖于初始设计值,目标函数值均收敛于同一极小值且收敛速度较快、减小幅度可观,从而说明了此模型的合理性.     

Reliability-Based Full-Life Cycle Optimum Design of Offshore Jacket Platform

Based on the consideration of operation environment and structural property, an optimnm design model of offshore jacket platform is developed in this paper, namely, the reliability-based full-life cycle optimum design model. In this model, the time-dependent reliability assessment method for structural members is established by combination of the decrease, of sectional size and performance deterioration of material. The initial investment, maintenance cost and failure loss cost are assembled into the model. The total cost of the platform structure system in its full service period is chosen as the objective function, and the initial reliabilities of the layer elements partitioned in advance are taken as the design variables. Different models are obtained, depending on whether the system reliability eonstraint is considered or not. This optimum design model can result in the lowest full-life cost and the optimal initial layer reliability of an offshore jacket platform in the design of marine structures. The feasibility of this model is illustrated with an actual jacket platform in the Liaodong Gulf as an example.     

Optimum Design of Jacket Platforms Considering Structure-Pile-Soil Interaction

This paper proposes an optimum design medel for the offshore jacket platform considering multi-design criteria,multi-design constraints and the structure-pile-soil interaction,and gives an optimum designprocedure in which the proposed optimum design model is used together with structural analysis softwareSAP91 and optimum algorithm software OPBI.The Chengbei ~#11 offshore platform,which lies in theShengli oil field,is designed by use of the above optimum design model.The results show that the optimumdesign model is stable,and it depends on neither the optimization algorithm nor initial values of design vari-ables.All values of the objective function converge to the same minimum value,and the speed of conver-gence is high,showing that the proposed optimum design model is reasonable.     

冰激振动下简易平台的动态优化设计

简易平台是边际油田开发的主要结构形式,由于平台结构形式简单,受到动力荷载作用响应比较大。采用动态设计可以合理优化平台结构形式,达到降低平台动力响应的效果。文中以JZ20-2NW简易平台为原型,运用ANSYS有限元分析软件对其进行冰激振动下的动态优化设计。结果表明,动态设计减振效果明显,可供设计人员参考。     

基于遗传算法的简易海洋平台的疲劳可靠性优化设计

本文提出了利用损伤力学的非线性疲劳损伤模型，在随机海浪交变荷载作用下，简易海洋平台疲劳可靠性优化设计的遗传算法。计算结果表明了计算模型的可靠性与遗传算法解决结构物疲劳可靠性优化设计的有效性     

简易海洋平台疲劳可靠性优化设计的进化算法

分别用进化计算中的遗传算法和进化规划进行了简易海洋平台基于非线性疲劳损伤模型的疲劳可靠性优化设计.计算结果表明了计算模型的可靠性以及遗传算法和进化规划解决结构疲劳可靠性优化设计的有效性,并对两种优化算法进行了比较和讨论。     

Reliability-Based Optimum Design of a Simple Offshore Platform Based on Genetic Algorithms

In this paper,the problem of reliability-based optimal design of simple offshore platform isstudied,and a nonlinear fatigue damage model based on damage mechanics and genetic algorithms areused in the fatigue reliability optimum design of the structure under stochastic wave load.The fatigue dam-age model and the yield failure reliability analyzing model are used in the paper.The reliability of the mod-els and the effectiveness of genetic algorithm are shown by the results of optimum design.     

导管架平台桩基贯入深度的两级模糊模式优选模型

桩基础是海洋导管架平台结构中的重要组成部分，其贯入深度对海洋平台的造价和运营期间的安全性能起着重要的影响。本文在考虑桩－土之间相互作用非线性特性的基础上，采用非线性等效弹筑模拟海底土层对桩基的作用，对桩基进行有限元分析。由于影响海洋导管架平台桩基础贯入深度的因素很多，而且有些因素带有很大的模糊性，本文采用两级模糊模式优选模型对影响因素进行综合评判，最后得出了适合给定荷载和海底地条件下最为合理的桩基贯入深度方案，具有一定的工程应用价值。     

模糊多属性决策模型在海洋平台选型中的应用

将模糊多属性决策理论应用于海洋平台设计选型中,根据多个属性的估计值,结合决策者的偏好,通过综合评价,在若干设计方案中选出最优方案.考虑到在概念设计阶段对于属性特征值及属性权重值的估计带有一定的模糊不确定性,将属性特征值和属性权重值表示为模糊数的形式,并且根据模糊集理论的表现定理得出各个设计方案的决策值.根据模糊数排序理论对设计方案进行排序并得到最优设计方案.总之,该研究为海洋平台设计方案的选型决策提高了一种新方法.     

Optimum Design of Structure Shape for Offshore Jacket Platforms

With the introduction of the design variables of nodal coordinates,which reflect the em-bedded depth of the pile and the jacket bed height,a shape optimum design model for offshore jacket plat-forms is established.A sequential two-level optimum algorithm is developed based on the design variablegradation.On the basis of the finite element method,the sensitivity of the objective function and nodal dis-placement is analyzed.As an example,the BZ281 oil storage offshore platform,which lies in the Bohai oilfield,is designed with the shape optimum model.The results are compared with the cross-section optimumdesign.The tendency of design variables and its reasons in the two methods are analyzed.In the shapeoptimum design,the value of objective function is obviously smaller than that of the initial design and thecross-section optimum design.Therefore,the advantage of structure shape optimum design for jacket plat-forms is remarkable.