海浪外观统计与内部结构关系的数值研究

基于数值模拟的三维随机海面,从时间域和空间域两个角度对海浪的外观特征和内部结构间的关系进行了研究,得出了一些在工程应用上有参考价值的结果.文章认为,将波面看作是若干随机正弦波叠加的海浪结构模型,用于描述平稳、均匀和窄谱的海况时,其频谱分析结果与外观统计结果基本上是一致的;但是,当海面处于谱宽度较大的风浪或混合浪状态时,一些频谱分析结果必须经过修正才能应用.同一海况下,海面波动的时间过程和沿主波向的空间分布是明显不同的.当海面有突发性大浪时,外频谱能够很好地反映不平稳海况,而频谱则把这种不平稳性平滑了.文章着重讨论了波长和波陡的计算、频谱和外频谱的差异.     

深水铺管船托管架疲劳分析及动态监测点选取研究

作为S型铺管作业的关键性装备,托管架长期承受着交变载荷的作用,随着海洋开发向超深水发展,结构疲劳破坏问题不容忽视。采用疲劳谱分析的方法并结合线性累积损伤理论,对托管架结构频域下的变形进行了分析,计算了正常海况下和极端海况下托管架疲劳损伤度并对疲劳寿命进行了评估。研究发现托管架在正常海况下作业符合安全要求,在极端海况下局部结构会受到破坏。并从托管架结构安全监测角度,筛选了结构疲劳分析关键点位,为监测点位的选取提供了依据。     

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.     

不确定海况下海上型浮船坞作业性能预测方法研究

海上型浮船坞进行海上作业受到海况等不确定因素影响,作业性能难以在设计阶段进行预测,基本性能试验也无法模拟所有的海况。为此,文中从分析浮船坞作业流程入手,建立作业性能预测指标体系,提出作业性能定量预测模型,依据数据统计和评价模型,进行浮船坞海上作业性能预测。该方法是针对浮船坞作业性能评价的一次尝试,起到辅助设计和试验的作用。     

三亚新机场工程海岸侵蚀补沙措施效果研究

沙质海岸在自然状态和修建新工程后存在侵蚀风险时,主要采用近岸补沙和建设生态离岸潜堤的方式进行海滩修复.采用1:100的正态波浪-潮流-泥沙物理模型模拟的方法对三亚新机场建设后天涯海角附近人工补沙方案的防护效果开展研究,分别针对常海况和台风浪作用工况进行了模拟试验.结果表明:人工补沙的维护周期大致每4.5 a一次,个别部...     

"蛟龙"号载人潜水器的布放回收系统及其关键技术

“蛟龙”号是我国首台载人潜水器,也是全球下潜深度最大的作业型载人潜水器。为使“蛟龙”号具有更大的作业空间,其布放回收系统须满足三级海况下布放和四级海况下回收的作业需求。文章介绍“蛟龙”号布放回收系统的系统组成和关键技术,并对其实际应用情况进行分析和总结。研究结果表明：“蛟龙”号的布放回收系统主要包括A形架、拖曳绞车和升降轨道车;拖曳绞车和A形架主吊缆的恒张力控制系统实现布放回收系统的升沉补偿功能,可满足“蛟龙”号三级海况下布放和四级海况下回收的需求;升降轨道车同时可作为“蛟龙”号日常存放、保养和维修的载体。     

多船旁靠系泊作业关键特性试验研究

旁靠带缆作业是实现海上补给、模块吊运、原油外输等运转的常用方式,针对浮式平台与两艘供应船以旁靠方式作业涉及的关键特征进行水池模型试验研究,阐述了旁靠带缆系统和护舷设备的属性和需遵循的规范衡准,深入分析旁靠系缆的张力、护舷的挤压力、船体之间的相对运动特征随有效波高和波浪入射角度等环境参数的变化规律,确定了适用于多船旁靠作业的海况条件。研究表明:波浪能量随有效波高的增大呈现非线性增大趋势,是影响旁靠作业窗口期的主要外部因素,而波浪入射角度对旁靠作业的影响程度与海况有较大关系;三船在纵荡、横荡以及艏摇方向具有明显的跟随性特点,运动响应的幅值和相位比较接近,浮式平台与供应船之间的相对运动较小,完全可满足作业要求。垂荡、横摇以及纵摇这三个波频方向,各船的运动并不同步,相对运动大,是影响多船旁靠作业窗口期的主要因素;有效波高为2.5 m的海况条件可满足多船旁靠要求。相关结论为实际的工程操作提供参考。     

西非深水浮筒和穿梭油轮水动力性能分析

应用三维势流理论及非线性时域耦合分析方法,在西非双方向涌浪和波浪条件下对深水浮筒及穿梭油轮水动力性能进行了数值计算,并与水池模型试验对比。对单浮筒在作业、生存海况下的运动响应进行了准确预报,同时对浮筒和穿梭油轮连接原油外输作业时的波频运动、平面运动给出了合理分析;得到原油外输装置在西非深水海域环境下的水动力响应特性,为我国参与西非深水海洋油气开采提供技术建议。     

Truss Spar平台垂荡响应频域分析

利用已有水动力试验和数值模拟结果及Morison方程,简化估计了Truss Spar平台垂荡方向水动力贡献,快速有效地预报了平台极端海况下的垂荡响应.在频域内分别采用数值迭代计算和粘滞阻尼线性化方法得到了平台在不同数量垂荡板配置下的垂荡响应幅值算子.在墨西哥湾、西非和中国南海等3种不同地区极端海况以及墨西哥湾工作状态海况下计算了平台的响应极值,分析发现平台波频垂荡响应对入射波浪周期非常敏感.采用JONSWAP波能谱得到了Truss Spar平台垂荡响应谱.通过比较和参数分析,验证了平台在设计上的合理性与实际海况下良好的垂荡运动性能.     

浮筒辅助大型导管架结构整体拆除上浮过程动力响应特征研究

浮筒辅助大型导管架结构整体拆除作业是一个连续过程,作业过程中拆除系统的动力荷载及动力参数均会发生显著变化,传统基于某一稳定状态的结构动力响应分析方法不能准确预测拆除系统上浮过程中的动力响应。通过建立浮筒辅助大型导管架结构整体拆除上浮过程动态分析模型,对拆除系统上浮过程的动力响应特性进行研究。结果表明,整体拆除动态分析模型可以准确描述拆除系统上浮过程中浮筒及导管架浮力变化对上浮高度的影响机制,拆除系统上浮高度约为不考虑浮筒和导管架浮力变化时的90%。此外,浮筒辅助大型导管架整体拆除方法的动态稳定性较强,四级海况下拆除系统的最大偏移量仅为4.2 m,有较好的工程应用前景。     

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。     

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。     

高海况下无人水下航行器的横摇运动分析

为明确高海况下海况等级对无人水下航行器横摇运动的影响,得出满足某型无人水下航行器安全回收的海况条件,对高海况下无人水下航行器的横摇运动进行分析。运用频率响应法,分别在4级、5级和6级海况下,根据海浪谱密度函数和该型航行器的横摇频率响应函数,求得其横摇运动谱密度函数。再运用公式推导,得到其横摇运动的时域函数。使用MATLAB仿真软件对该型航行器进行横摇运动仿真,得到3种海况条件下,其横摇运动的时域函数图像,并验证仿真结果的准确性。仿真结论:高海况下的海况等级对无人水下航行器的横摇幅度有较大影响,满足其安全回收的海况条件为5级海况。     

龙口海洋站海浪特征的统计分析

龙口海洋站位于渤海莱州湾,本文利用龙口站2013年1月-2017年12月的实时海浪观测资料,对海浪基本要素进行统计分析,结果表明:不同月份和年份下龙口站的波型分布情况大致相同,均是风浪为主,混合浪为辅,涌浪出现的概率为0。波高和周期之间并没有明显的比例关系,二者分布呈明显的季节特征:冬季最大,春秋次之,夏季最小;周期均在11月份有一个跃变;从年际变化来看:2015年波高最大,2014年最小,其他年份相差不大;周期是2013-2015年增长较快,2015-2017年缓慢降低;海况在1-7级之间,以1级海况为主,2-4级为辅,5-6级次之,偶有7级;不同月份下海况的分布情况也呈明显的季节特征。     

复杂海况下水下拖缆数值分析研究

为了解复杂海况下风浪对水下拖缆的影响进行了动力学仿真研究。以P-M谱作为海浪谱密度公式,计算一组不同频率的组成波,采用线性波浪叠加法,计算由波浪引起的空间流场速度及加速度,推导叠加波的干扰力,将不规则波引入水下拖缆动力学模型中,采用四阶龙格库塔积分法对动力学模型进行数值求解,讨论拖缆在不同海况下的动力特性。结果表明,随着海况等级的提高,叠加波的频率范围逐渐降低,拖缆的垂向偏移量以及拖点处张力均会产生明显增加及波动,且其波动周期接近叠加波的平均周期;在不同浪向角的作用下,拖缆波动规律与规则波作用下类似,但也具有一些不规则波的特点。     

数字化作业中不同图幅要素的转换方法

1.引言 在现代海图生产中,一般采用薄膜编稿、扫描、数字化作业等过程。当在做图过程中需要补充或添加某一海域的新资料时,往往先在薄膜编稿上进行修改,然后再对改正后的原图进行扫描和数字化作业,这样就造成了不必要的重复劳动。如果在数字化过程中能直接进行这项工作,则能简化作业流程,提高工作效率,缩短成图周期,降低生产成本。基于这种想法,我们经过大量实验,实现     

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.     

东南大西洋中低纬海域天气与气候特征

本文利用累积的气象资料、NWW3海浪模式和NCEP/NCAR再分析等资料,对东南大西洋中低纬海域9、10月的气候特征进行了分析,同时对一种典型天气过程的高低空形势和海况进行了分析讨论,揭示了高空槽和槽后的地面冷高压东移对海况影响的过程和规律,为今后更好的做好作业期间的气象保障工作提供了有价值的参考。     

大洋钻探随钻扩孔下套管关键技术

大洋钻探通常采用无隔水管开路钻进,护壁方式以下套管为主.常规下套管方法作业程序复杂,施工周期长,常因钻孔缩径、坍塌导致套管下不到位,给安全施工带来极大挑战.笔者对大洋钻探随钻扩孔下套管关键技术进行了详细梳理,该技术利用配套专用器具,成功实现扩孔钻进和下套管作业"合二为一",简化了作业程序,显著缩短施工周期,解决了大洋钻...     

小型海洋调查浮标设计的若干问题

文章概述了国外浮标在恶劣海况下发生的恶性事故,从而提出确保浮标安全可靠的重要性和在设计中必须解决的若干问题:合理的选型;正确的计算;可靠的结构和安全的锚锭系统。文章最后指出小型海洋调查浮标有广阔发展的前景。