辽东湾锥体平台结构疲劳冰荷载的蒙特卡洛模拟

利用辽东湾JZ20-2海域的海冰现场监测和数值推算资料,确定了海冰的厚度、速度和弯曲强度等海冰参数的概率分布特征;通过构造锥体结构动冰力函数,对该海域锥体平台结构的疲劳冰荷载进行了蒙特卡洛模拟.统计结果表明冰力幅值和冰力周期均符合对数正态分布.为更加合理地确定锥体平台结构的疲劳冰荷载,对冰力幅值和周期进行了联合概率分析.研究成果可用于辽东湾JZ20-2海域锥体平台结构的可靠性设计和疲劳寿命评估。     

多桩锥体海洋平台结构冰荷载遮蔽效应离散元分析

在海冰与多桩锥体海洋平台结构的相互作用中,平台结构总冰力在海冰流向和桩腿方位的影响下呈现出显著的遮蔽效应。采用具有粘结-破碎效应的离散元方法,基于GPU并行的高性能计算,对不同冰向下锥体海洋平台结构的冰荷载进行了数值分析,确定了不同冰向下平台结构各桩腿的冰力衰减系数并分析了总冰力的遮蔽效应。最后,对自由边界影响下多桩平台结构冰荷载遮蔽效应的产生机理进行了讨论。本文工作可为多桩腿平台结构的冰荷载特性、冰激结构振动以及冰区结构设计提供参考。     

近海平台管状构件修理工程设计

破坏结构的修理工程设计必须考虑到使该装置继续具有安全性。在设计修理工程之前,必须首先彻底搞清破坏构件在结构中的作用。修理工程设计必须确保在修理过程中结构的其它任何部分不会产生问题。文章着重阐明了保持最新结构模型的重要性。     

近海石油平台的环境监测和预报

本文从经济角度阐明了石油开采海区环境监测和预报工作的重要性,介绍了英国、美国和加拿大的近海早期预警系统和预报系统。此外,还讨论了航空海洋学在海表温度、温深剖面、海流、油污、海冰、风暴等观测项目中所起的作用。最后提出了为保障近海石油开发必须加强我国海洋环境监测和预报的建议。     

精细积分在冰荷载识别中应用

冰激振动中引起的动冰力一直是很受关注的问题。根据精细积分法的基本原理,假定外荷载在离散时间步长内按线性变化,给出了一种冰载荷时域识别方法。经数值算例仿真以及在室内开展的冰激桥墩振动模型试验冰荷载反演的结果表明,该方法形式简洁明了,计算量小,应用方便,特别适宜于计算机求解,具有一定的理论意义和实用价值。     

近海固定平台碰撞的准静态分析

本文采用增量有限元方法结合极限分析的概念，研究近海固定平台碰撞的静力强度。文中综合考虑了平台结构在碰撞加载过程中的大变形和塑性变形特性，建立了以广义应力表达的圆管截面的屈服条件，采用塑性节点法（ＰＮＭ）推导得到了单元的弹塑性矩阵。文中也考虑了梁柱单元的屈曲情况。本文所采用的载荷增量法结合牛顿—拉夫逊迭代，可跟踪加载过程中平台结构上塑性铰的出现，并最终获得平台结构的极限承载能力。     

冰激振动及冰荷载动力特性的试验研究

回顾了解决海冰引起结构振动分析方法的要求，通过室内冰力模型试验得出了冰激振动的重要参数－冰力频率，幅值的特性。研究表明，在低冰速时，冰力频率与冰速对冰厚之比呈线性关系；高冰速时，冰力步与冰速对冰厚之比呈现恒定性，文章还根据试验数据以及统计分析，推荐了冰力幅值计算公式和取值范围。     

近海风电单桩基础所受波浪荷载计算方法研究

中国近海风电工业近年来发展迅速,在近海风电单桩基础的受力分析中,单桩基础受到的波浪荷载的计算精度对工程设计十分关键。文中分析了Stokes二阶、三阶、五阶波浪理论及椭圆余弦波浪理论的理论表达式,并基于伦敦阵列风电场的工程实例,通过MATLAB编程对不同波浪理论的计算值与实测值进行了分析。通过对理论计算值与实测值的精度比较,最后得出结论:椭圆余弦波浪理论的计算精度最高,其计算值平均误差最低达到0.9%,最高仅为1.2%,椭圆余弦波浪理论可以满足近海风电工程设计要求的误差限值(5%),这表明椭圆余弦波浪理论可以为实际近海风电工程设计提供参考。     

近海固定平台碰撞强度静力分析

本文较全面地分析了近海钢质固定平台受碰撞时的承载能力。从塑性力学极限理论中的上下限定理的对偶原理出发,作者提出用对偶变分原理求解圆柱薄壳极限载荷的新理论,提出用逐步逼近-惩罚线性规划求解空间刚架的极限载荷的新方法。作者也推导了变截面、线性运动强化材料的两端刚固梁的力-位移计算公式。最后全面地综合分析和计算了平台结构受碰撞时的三种变形(腿柱局部变形,腿柱总变形及整个平台的变形),从而获得平台的塑性变形能。本文为设计师进行固定平台的碰撞直接设计提供了可靠的理论根据和有效的计算方法。     

近海多功能混凝土平台选型与优化

提出了一种适合近海边际油田开发的多功能混凝土平台型式,并对其进行了优化设计.分析了各约束对平台造价的影响,确定了平台的应用范围.优化分析中采用了约束单调性分析、初始点自动给定等方法,加快了优化的迭代收敛速度,并对初稳性高度GM值采用了模糊优化方法,考虑了影响GM值的主观因素.     

海洋污损生物对近海平台钢结构的影响

海洋污损生物对平台钢结构的影响，主要表现在由于污损生物生长厚度的加大和结构表面粗糙度的增加而引起平台钢结构的动力荷载增加；硬性和和软性污生物都能妨碍平台水下安全操作；促进平台钢的腐蚀；影响平台阴极保护性能。     

一个新的海水状态方程

1978年,在联合国教育科学及文化组织(UNESCO)海洋学表及海洋学标准联合专门小组的第八次会议上,与会专家和代表提出了一项建议,要求根据近年来的精确实验结果重新建立一个满足现代海洋科学技术发展要求的海水状态方程(UNESCO,1978)。美国学者E.J.Millero,C.-T.Chen和A.Bradshaw,K.Schleicher等人在原有研究工作的     

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.     

大直径单桩风机基础冰荷载模型试验研究

针对渤海某海域以单桩结构为支撑的海上风电系统,对大直径直立桩风机基础进行了一系列静冰载荷模型试验研究。首先,针对目标海域海冰调研结果确定多个冰速工况,对3 MW及4 MW装机功率对应的两种不同直径的单桩基础开展静冰载荷模型试验;随后在试验现象及试验结果的分析中重点关注了冰排在大直径结构前的破坏模式及破坏特点;最终,通过对比模型试验冰力极值试验结果与多规范冰载荷计算结果,确定大直径直立桩静冰载荷计算规范的合理选择,并根据试验结果对直立桩静冰载荷计算方法进行了经验参数修正。得出的相关结论可为渤海海域大直径单桩式风机基础冰载荷的工程估算提供参考。     

海洋平台随机冰力谱的识别

将海冰对结构的作用看作是随机激励,利用海洋平台原型结构冰激振动的实测响应数据,用逆虚拟激励法(1PEM)识别了平台的冰载荷谱,结果表明逆虚拟激励法识别效果满足工程实际的需要,有较好的应用前景。     

近10年渤海近海A平台大风特征分析

利用近10年来渤海沿岸A平台的逐小时数据对大风特征进行统计分析,结果显示2005-2014年10年间共发生8级以上大风154次过程,按照影响系统的不同分为冷空气影响的冷高压型、温带气旋型、热带气旋型和对流引起的短时大风4种类型。属于冷高压型的大风过程有92次,受温带气旋影响的大风过程有13次;受温带气旋和冷高压共同影响的有36次;受热带气旋影响的大风过程有5次;对流降水引起的短时大风8次。大风的月际变化显著,12月出现大风的时数最多,7月时数最少,从风向的分布情况来看,北、北西北和东东北3个风向出现的频次最高。利用锋生函数和Z-O方程对典型个例进行了分析,分析了锋生作用、温度和涡度平流、高低空急流和动量下传,在促进系统发展并产生海上大风过程中的作用。     

近海海洋石油平台导管架喷涂金属层防腐

锌、铝及其合金涂层对钢铁的防护，不仅对阴极起保护作用(Gartland，1987)， 对涂层本身也具有良好的抗腐蚀性能。此外，涂层中金属微粒表面形成的致密氧化膜，也起到了防腐蚀的作用。在不同大气环境下，锌、铝有良好的耐蚀性，其腐蚀速率比钢铁要低得多(李言涛，1998)。采用热喷涂锌、铝及其合金涂层对钢铁构件和构筑物进行长效防护早在20世纪20年代就已开始应用，至今仍是普遍采用的防护措施，并在继续发展(李守本等，1989)。20年代初，法国首先用于海水闸门的防腐；40年代美国用于墨西哥湾的海上井架和海上输油管以及舰船的防腐；60年代英、法、德等国海军将这一技术扩大应用到舰船的上部结构和船壳。而金属热喷涂技术在海洋工程中使用非常有限，第一次使用热喷铝涂层防护近海平台的实例是Conoco公司在北海的Murchison结构上的锥形塔，并且已获得了4a良好的使用效能(Fisher et al.，1987；Shaw et al.，1985)。1984年6月，Hutton张力支柱平台(TLP)在北海下水(水深148 m)安装。系链、升降机和锥形塔均采用火焰热喷涂技术喷涂铝涂层进行防护(Tyson，1985)。1992年6月，Hotton平台使用8a后，对升降机绳索进行观察，在飞溅区没有发现腐蚀现象，也没有检测到褐色渗漏效应(Fisher et al.，1995)。     

近海海洋石油平台导管架喷涂金属层防腐

锌、铝及其合金涂层对钢铁的防护,不仅对阴极起保护作用(Gartland,1987),对涂层本身也具有良好的抗腐蚀性能。此外,涂层中金属微粒表面形成的致密氧化膜,也起到了防腐蚀的作用。在不同大气环境下,锌、铝有良好的耐蚀性,其腐蚀速率比钢铁要低得多(李言涛,1998)。采用热喷涂锌、铝及其合金涂层对钢铁构件和构筑物进行长效防护早在20世纪20年代就已开始应用,至今仍是普遍采用的防护措施,并在继续发展(李守本等,1989)。20年代初,法国首先用于海水闸门的防腐;40年代美国用于墨西哥湾的海上井架和海上输油管以及舰船的防腐;60年代英、法、德等国…     

自升式平台冰激动力响应分析

应用ANSYS软件建立了平台和冰相互作用的有限元模型,构建了自升式平台的冰激振动模型,并计算基于2种冰力模型的自升式平台的动力响应。此动力分析方法具有建模方便和计算精度高的特点。以某自升式平台为例,计算了冰和平台结构相互作用的耦合效应,为自升式平台冰激振动安全评估提供了参考依据。     

格陵兰岛冰原揭示了一个令人胆寒的秘密

格陵兰岛冰原揭示了一个令人胆寒的秘密据英国《独立报》２月１８日报道：格陵兰岛深２７８０ｍ至２８７０ｍ之间的冰原潜伏着一个令人胆寒的预兆．它表明人类文明之所以能生根发展，只是因为出现了一个持续１０ｈａ之久的天气异常稳定的不寻常时期．它表明通过引起全球变...