海洋平台结构模态参数识别的仿真研究

将特征系统实现法(ERA)与CBSI算法相结合识别海洋平台结构的模态参数(固有频率,阻尼比,振型),利用有限的加速度信号进行结构模态参数识别。海洋平台结构数值模型模拟的动力响应信号用于参数识别。所识别出的海洋平台模态参数与有限元ANSYS分析所得的结果相比较,表明运用本文所提出的方法进行模态参数识别是有效的。     

海洋模态在海洋水声学中的潜在应用前景

如同音分五律、光分七色一样,海洋中错综复杂的流速、声速剖面也可以分解成为数不多的经验正交海洋模态(empiricalorthogonaloceanmode)[1～5].以此为基础,20世纪80年代初在着名物理海洋学家Munk和Wunsch的倡导下,美国在大西洋实施了海洋声层析(oceanacoustictomography)实验.声层析技术最主要的潜力在于其观测的积分性质.每秒一次的声层析观测实质上是通过高速传播的声波对长距离内的物理量取积分,因此它能够在较大的时空尺度下求得活跃的中尺度涡旋场的平均值.     

基于VMD对SAR海洋内波参数的自动反演

经验模态分解(empirical mode decomposition,简称EMD)是反演海洋内波参数的有效方法之一,但由于EMD存在模态混叠等问题,对海洋内波进行参数反演时会产生一定误差。相比较于EMD,变分模态分解(variational mode decomposition,简称VMD)能够有效地抑制模态混叠现象。为了更好地对海洋内波进行参数反演,提出了一种基于VMD对合成孔径雷达(synthetic aperture radar,简称SAR)遥感图像中的内波参数进行自动反演的方法。该方法先对SAR图像进行Canny处理,获取图像中的内波条纹信息,再根据内波传播方向自动选取灰度剖面;然后利用集合经验模态分解(ensemble empirical mode decomposition,简称EEMD)信号特征自适应分解模态函数的特点,再将分解得到的有效模态数作为VMD中参数K的参考值;最后利用VMD分解后的数据进行内波参数反演。试验结果表明:通过对Canny预处理后的条纹信息进行灰度剖面自动选取,解决了人为选取剖面所可能导致的误差;通过对剖面信号进行VMD处理不仅解决了EMD模态混叠的问题,成功地反演出内波的前导波振幅,而且所反演的结果与EEMD反演参数以及实测资料数据吻合得很好。     

国产高压电器设备在海洋平台上的应用

本文概述了国产高压电器设备在埕岛海上油田采油平台的应用情况。并着重对电器元器件的研制,装配,工艺,三防等问题进行了有益的探讨。     

基于小波分析的海洋平台实时结构健康监测

由于海洋平台结构长期处于恶劣的海洋环境中,并受到各种载荷的交互作用,结构容易产生各种形式的损伤。因此,对海洋平台进行实时监测有着十分重要的现实意义。以单筒简易导管架平台为例,主要在结构损伤的判定和定位两方面对海洋平台的实时结构健康监测进行研究,结果表明通过对结构响应信号进行小波分析,小波变换系数和小波包能量分布可以很好地定义损伤识别指标。     

经验模态分解方法在潮余流分离中的应用

分析了用经验模态分解(EMD)方法处理非平稳信号的基本原理,完成了对实测海流资料的分离,分720h、25h、15h三种情况对EMD方法用于潮余流分离的有效性进行了验证。验证结果表明:EMD方法是一种有效的潮余流分离方法,尤其对于15h以内短期测流资料的潮余流分离具有明显的优势。     

波浪作用下海洋石油井架模态参数识别与承载力评价

提出基于试验模态参数识别和优化算法修改动力有限元模型的海洋石油井架安全承载能力评价方法.推导基于波浪脉动的试验模态参数识别公式,介绍有限元模型动力修正的一阶优化方法.以海洋随机波浪脉动作为激励,对勘探三号海洋石油井架进行了现场模态试验,识别出前二阶固有频率.以此作为有限元模型修正的基础,应用一阶搜索优化算法,对动力有限元模型进行了修正,结果表明:该修正模型比较准确反映了井架目前的结构状态,能够用于进一步的静、动力分析和安全承载能力评价.     

400GF—3T型天然气发电机组在海洋平台上的应用

本文概述了４０００ＧＦ－３Ｔ天然气发电机组的原理结构、技术特性及其在海洋石油平台上的应用。利用天然气机组代替柴油机组有许多优点,将成为海上采油平台或陆上油气开发的主要动力。因此,４００ＧＦ－３Ｔ机组的应用和发展具有广阔的前景。     

经验模态法在中国沿岸海平面变化中的应用研究

我国现代海平面变化的系统研究,开始于80年代前后,主要集中于海平面年变率和预测。早期所采用的方法有直线回归法、周期法外推预测等,之后有本征分析方法、随机动态预测模型及灰色系统方法等,以上方法各有利弊,但都因为不能较精确得到海平面变化中的各种周期变化而使得预测精度较差,尤其是对于海平面变化中较长周期的分辨方面。     

作用在海洋移动式平台上的风倾载荷

本文在归纳国内外对作用在海洋移动式平台风倾载荷的研究文献的基础上，分析了目前船级社的规范中风载荷计算方法中的几个问题。本文介绍了作者编制的风倾力臂横截曲线计算程序，并给出了计算实例     

基于不完备模态信息的海洋平台损伤诊断研究

首先利用测量自由度正则化损伤指标向量得到损伤的大致区域;其次,在选定的区域内分别采用序列二次规划算法和最小二乘法来诊断损伤构件及其损伤程度,并对其结果进行了比较。数值模拟表明,仅需少量低阶模态和部分测量自由度,上述损伤诊断算法便可完成海洋平台的损伤诊断。     

基座安装对平台减振特性影响研究

在现场实测数据与瓦锡兰提供的发动机台架测试数据的基础上,通过对比分析得出发动机主要垂向激励频率。应用ABAQUS建立基座腹板对中实肋板和错开实肋板的有限元简化模型,进行基座及连接结构的模态和阻抗特性分析,结果表明基座腹板对中实肋板的结构布置方式有利于避免共振,并且基座结构与实肋板的对中设计对垂向的阻抗影响较大。在相同激励下,研究了两种不同的基座布置方式对振动激励的响应特性。研究结果表明在设备基座设计时应尽可能使基座腹板对中支撑结构的舱壁或实肋板。这是保证基座结构高阻抗值的有效方式,对于降低结构振动传递起到重要作用。     

海洋平台结构抗震可靠性时程分析方法

将地震运动视为随机过程,建立海洋平台结构在地震作用任一时刻基于剪切变形控制的极限状态方程,应用JC法计算海洋平台结构在地震作用任一时刻的可靠度,得到海洋平台结构抗震可靠度的时程曲线。该方法可满足工程设计的要求,便于工程应用。     

海洋平台基于隔振锥体装置的减振效应研究

针对导管架式海洋平台结构型式与特点,利用冲击隔振理论,将冰锥体与隔振技术结合起来,提出一种能有效降低冰荷载激励的"两级柔性隔振锥体"设计方案。建立了两极隔振锥体简化计算模型,确定了系统振动传递系数参数之间的关系。通过建立海洋平台有限元模型,采用有限元程序,进行了模拟冰荷载激励下的振动响应分析,并对安装隔振装置的小比例模型结构进行了冲击荷载下的减振试验。结果表明采用"两级柔性隔振锥体"能有效降低传递给海洋平台的冰力极值,减小海洋平台冰激励的响应。     

考虑腐蚀和冲刷的海洋平台损伤识别

以某导管架平台为模型,对分别存在腐蚀和桩基冲刷影响的结构进行模态分析,表明在腐蚀和桩基冲刷的影响下海洋平台的模态参数有明显的时变效应。基于频率变化和神经网络算法的损伤识别方法有较好的记忆能力和泛化能力,可准确识别结构损伤程度。忽略腐蚀和桩基冲刷的影响,基于神经网络算法的损伤识别结果产生较大误差,难以对损伤程度实现有效识别。考虑腐蚀和桩基冲刷影响,提出基于神经网络算法的海洋平台损伤识别方法的改进方案。数值研究表明,改进方法识别误差很小,可对损伤程度实现有效识别。     

南海某导管架海洋平台倒塌分析

针对在役老龄导管架平台进行倒塌计算分析,确定极限承载力进而评估老龄导管架的安全裕度。采用非线性有限元方法,考虑平台的波流载荷及桩-土的非线性相互作用,利用SACS软件建立导管架整体三维有限元计算分析模型,并用逐步加载的方式,对南海某导管架平台进行了全过程非线性倒塌分析。计算分析表明,该导管架平台极限强度很高,具有较大的安全裕度;导管架倒塌过程呈逐步破坏形式,先是撑杆屈服,造成局部结构破坏,然后是钢桩发生屈服,降低结构承载力,最后节点逐步失效,造成结构倒塌。揭示了导管架平台结构失效倒塌的机理,给出了倒塌分析的可行方法和步骤。     

大型船舶碰撞引起的海洋导管架平台结构损伤分析

主要对某一海洋导管架平台结构受到大吨位起重铺管船的碰撞进行了详细的非线性数值动力模拟。采用非线性弹簧来模拟受损构件的凹陷特性，计算分析了船舶侧向撞击导管架平台结构在不同的碰撞接触时间下的构件损伤情况，与实际结构损伤的检测结果相比较，反演计算分析了船舶以不同的速度与平台发生碰撞，得到了不同的碰撞接触时间和最大撞击力，以及导管架平台结构主要节点的应力、位移时间历程曲线，可以确定受到撞击后导管架平台结构构件和管节点的损伤程度，对提出合理可行的修理加固方案提供了理论依据。     

地震与波浪联合作用下海洋平台动力特性分析

主要针对地震与波浪联合作用下空间导管架式海洋平台结构的动力响应特性进行研究。以春晓平台结构为例,利用ANSYS程序进行了动力响应的数值计算,分析中考虑了地震设防烈度、风浪条件及场地土类型等因素对结构响应的影响,并与地震单独作用下的结构响应进行了对比。分析结果表明,抗震设防烈度较低、中等及较大风浪条件下对海洋平台结构进行抗震分析时有必要考虑地震与波浪的联合作用。     

海洋平台结构动力响应优化设计与灵敏度分析

研究了海洋平台结构动力响应优化设计以结构动力响应的灵敏度计算方法。给出了结构稳态频率响应和瞬态时程响应的灵敏度分析算法，并通过数值试验讨论了瞬态响应灵敏度分析算法的精度和差分法中变量摄动量的影响。在JIFEX软件中实现了结构动力响应灵敏度计算，建立海洋平台结构优化模型和求解方法。数值算例表明了本文方法和程序的有效性。