导管架下水驳船摇臂运动研究

导管架下水驳船摇臂是安装在驳船尾部用于导管架滑移下水的过渡装置。分析导管架下水后,驳船、摇臂运动特点的基础上,建立描述导管架下水后驳船-摇臂耦合系统运动的变系数微分方程,给出基于改进的龙格库塔法的数值求解方法。以一艘3万吨下水驳船在1.6万吨导管架实施下水后摇臂翻转运动为实例,对导管架下水后驳船及摇臂翻转运动状态进行了计算,并将计算结果与水池试验结果进行了对比。讨论影响摇臂翻转运动的主要因素,提出导管架与摇臂完全脱离时刻,驳船的吃水、纵倾角度以及摇臂纵倾角度、摇臂重心纵向位置对摇臂能否自动翻转复位以及复位时摇臂角速度影响较大。     

超大型导管架下水过程实测研究

以某超大型导管架为例,利用惯性元件/GPS组合系统分别对导管架和驳船在下水过程中的运动轨迹进行测量。当导管架处于水面上时,利用精度较高的GPS测量其运动速度;当导管架入水后,GPS失效,利用惯性元件测量导管架加速度;结合姿态矩阵解算导管架和驳船在下水过程中的运动时历;对比导管架运动的实测和数值计算的结果,验证数值计算的准确性。结果显示,采用惯性元件/GPS组合系统可以准确测量出导管架在下水过程中的运动轨迹;数值计算得出的运动幅值略大,原因可能是计算中的阻尼估计不足。     

深水导管架下水扶正过程定量风险分析

运用QRA技术(定量风险评估)对导管架下水过程进行深入分析,提出风险概率评价模型和事故损失综合评估方法。首先辨识潜在的风险事件及相关风险因素,然后量化风险事件的模糊概率和损失程度,最后依据风险量化结果和ALARP(aslow as reasonably practically)原则对需要控制的风险事件给出控制措施。通过定量风险分析,达到及时查找并消除各方面事故隐患的目的。     

板格形导管架桩基码头稳定性简化计算方法

板格形导管架桩基码头是适用于深水域软土地基的新型港口与海岸工程结构。该结构由预制的板格形导管架及桩基构成,承载特性和破坏模式复杂。假定码头结构发生倾覆失稳时,转动点位于前桩轴线上,且距导管架底面距离为L。除结构的自身重量外,综合考虑板格形导管架与周围土体间的摩擦力、桩侧摩阻力、桩侧水平土抗力等,对结构进行极限状态受力分析,建立基于假想支撑点的稳定性分析模型,并通过强度折减法进行计算,求取安全系数。以天津滨海沿岸水文地质条件为背景,利用ABAQUS有限元分析软件,建立板格形导管架桩基码头三维弹塑性有限元模型进行稳定性分析,并与简化方法进行比较。结果表明,通过简化计算方法得到的安全系数与有限元结果较为吻合。     

导管架平台拆除过程稳定性及影响因素分析

现有服役海洋平台正逐步走向老龄化,海洋平台拆除成为海洋工程新的经济增长点。针对达到服役年限的导管架平台,基于数值分析方法模拟拆除过程,开展平台在不同拆除阶段和环境载荷等参数下的稳定性及影响规律研究。基于钢结构整体稳定性理论,以导管架平台拆除过程中顶点位移为参考,定义导管架平台拆除作业稳定性指标,提出拆除作业阶段划分方法,通过分析导管架平台在不同影响因素作用下拆除过程稳定性响应,给出拆除作业建议。选取我国南海某4裙12腿进行实例分析,结果表明:主桩腿对导管架平台起决定性承载作用,拆除部分主桩腿后需要引入外部支撑力,以保证拆除作业安全进行;拆除构件越多,来浪方向和环境载荷大小对平台影响越加显著。研究结果可为导管架平台拆除作业提供参考。     

导管架海洋平台自振特性的简化计算方法

本文提出了一个方程中只考虑剪切、弯曲、转动惯量效应，而塔架形状变化、平台面转动惯量及台面集中质量变化等其他影响因素均以修正系数方法确定，得出平台基本频率的简化算法。     

导管架海洋平台优化设计中约束的有效处理

对导管架海洋平台优化设计中的应力约束、桩基横向承载力约束和构件长细比约束进行了分析,论证了应力约束取构件截机最大Ｍｉｓｅｓ应力、桩基横向承载力约束取桩顶侧位移或最大抗力比和构件长细约束取受压构件长细比许用值作为约束的合理性。提出了精细一维搜索算法,并用此法求我件截面Ｍｉｓｅｓ应力最大值。     

采修一体化导管架平台的地震动力分析

采修一体化导管架平台模块化扩展技术是适应油藏加密调整规划以及海上油田滚动开发的需要提出的。通过对采修一体化导管架平台进行有限元建模,本文从位移、应力响应等角度,分析了平台的抗震性能。计算结果表明:刚接情况下平台整体的应力水平要比铰接情况下的应力水平大。刚接和铰接两种工况下,平台自振频率近似相等,且位移变化数值均比较小。遭受地震作用时,在水平、竖直方向产生的振动和弯曲通常是海洋平台结构断裂受损的主要原因。     

导管架平台的三维可靠性分析

本文以渤海有冰海域的导管架平台为对象,探讨了结构系统在海冰、海流和风荷载联合作用下,考虑弯矩与轴力两种荷载效应以及腐蚀海生物附着综合影响的三维可靠性分析方法.     

导管架平台健康监测中的信号处理技术

振动信号处理技术能够提取反映结构健康的特征信息,在导管架平台健康监测中发挥了重要作用。为了给导管架平台健康监测与振动特征提取的发展提供借鉴和指导,文中对导管架平台特征提取中常用的信号处理方法:傅里叶变换、小波变换和希尔伯特-黄(Hilbert-Huang)变换进行了综述,系统总结了它们的基本理论、适用范围、优缺点以及在导管架平台健康监测中的应用情况。文中发现傅里叶变换方法简单、适用性强,对于平稳信号有很好的处理效果;小波变换和希尔伯特-黄变换能很好地提取非平稳信号的时频特性,在导管架平台健康监测与特征提取中应用广泛。同时,随着人工智能算法的快速发展,未来的发展中,可以进行信号处理方法与人工智能算法的结合使用,以期获得更好的信号处理效果。     

陡波型柔性立管浮力块参数优化及应用

浮力块分布和外径等参数直接影响柔性立管在环境载荷作用下的动力响应,对某深水柔性立管进行陡波型布置,开展时域内的整体动态有限元分析,得到浮力块分布和外径对柔性立管动力响应的影响规律,表明浮力块参数是陡波型柔性立管整体设计的一个重要因素。立管动力响应是弯曲加强器的设计载荷,根据上述规律,构造具有不同浮力块参数的柔性立管模型,进行多工况动态分析,通过对比弯曲加强器设计载荷对(T,θ)的散点图,得到弯曲加强器设计载荷优化方法及最优设计载荷。     

Reversing buoyancy in turbidity currents: developing a hypothesis for flow transformation and for deposit facies and architecture

A turbidity current that contains fresher or otherwise less dense water than its surroundings may initially be denser than the ambient and propagate as a bottom-hugging flow, but later reverse in buoyancy as its bulk density decreases through sedimentation to become lower than that of the ambient seawater. It is proposed that this reversal in buoyancy may be a significant mechanism controlling the structure and facies of turbiditic deposits. Buoyancy reversal followed by lofting may directly affect the relative distribution of fine and coarse material in the deposit, while buoyancy reversal itself may mediate the transformation between dilute and highly-concentrated suspension flows, particularly in distal regions, and thus lead to the formation of complex turbiditic beds: in particular, the generation of distal co-genetic debrites may be expected. Similar transformations occur within dilute pyroclastic density currents, where a mobile, basal concentrated flow, termed a surge-derived pyroclastic flow, develops through rapid sedimentation from the suspended load of the overlying surge. The physical mechanisms involved in these processes are discussed, leading to the proposal of some associated facies models; these are compared with field data from the Northern Apennines, with some striking similarities being noted as well as some differences. On the basis of this discussion, some directions are suggested for future experimental and modelling work on the topic.     

精密单点定位的一种低动态解法

采用自适应选权滤波法,对低动态精密单点定位的解算方法进行研究,并编写了精密单点定位程序。通过合理选择自适应因子参数,对船载动态GPS测量数据进行了事后精密单点定位处理。结果表明:相对于经典卡尔曼滤波方法,采用自适应选权滤波法可大大提高低动态精密单点定位解的精度,X、Y、Z三个方向的RMS分别提高了79.9%、69.7%和92.0%。     

精密单点定位中双频GPS数据的周跳探测与修复

周跳的探测与修复,特别是小周跳的探测是实现GPS高精度实时定位的关键技术基础之一。分析了非差相位观测值线性组合模式,比较了几种周跳修复的方法,得出宽巷和电离层组合方法更适用于精密单点定位中双频GPS数据的周跳探测和修复。通过实例分析,证明该方法能够有效地探测并修复周跳。     

长期GPS精密星历分析与轨道参数的函数逼近

以力学模型为基础,只能分析GPS卫星在短时间内的变化规律,而利用IGS提供的精密星历可以分析卫星在长时间段内的变化规律。基于精密星历研究了计算GPS卫星轨道参数的方法,然后对轨道参数在长时间段内的变化情况进行了分析,给出了分析的主要结果,并提出用正弦函数对轨道参数进行逼近,以得到GPS轨道的解析模型。     

诱鱼灯光场计算及其对光诱鱿鱼浮拖网作业的影响

本文运用诱鱼灯光照度的有关公式,计算了光诱鱿鱼浮拖网作业中的光场分布及变化,结合鱿鱼趋光行为习性,分析现有渔具渔法的适应性。结果表明;使用１６盏铊铟灯水上灯,诱鱼最大水平距离比仅使用水下灯增加约６８０倍,但水上灯从１６盏增加到４０盏地,从经济角度分析不很理想;在集鱼过程中,关闭最后一组水上灯后,应有白炽灯经过降压后再地渡到水下灯集鱼;导鱼灯在向网口移动的过程中应继续降低低电压;     

Structural monitoring of offshore platforms using impulse and relaxation response

Monitoring offshore platforms, long span bridges, high rise buildings, TV towers and other similar structures is essential for ensuring their safety in service. Continuous monitoring assumes even greater significance in the case of offshore platforms, which are highly susceptible to damage due to the corrosive environment and the continuous action of waves. Also, since a major part of the structure is under water and covered by marine growth, even a trained diver cannot easily detect damage in the structure. In the present work, vibration criterion is adopted for structural monitoring of jacket platforms. Artificial excitation of these structures is not always practicable and ambient excitation due to wind and waves may not be sufficient for collecting the required vibration data. Alternate methods can be adopted for the same purpose, for example, the application of an impact or a sudden relaxation of an applied force for exciting the structure. For jacket platforms, impact can be applied by gently pushing the structure at the fender while relaxation can be accomplished by pulling the structure and then suddenly releasing it using a tug or a supply vessel in both cases. The present study is an experimental investigation on a laboratory model of a jacket platform, for exploring the feasibility of adapting vibration responses due to impulse and relaxation, for structural monitoring. Effects of damage in six members of the platform as well as changes in deck masses were studied. A finite element model of the structure was used to analyze all the cases for comparison of the results as well as system identification. A data acquisition and analysis procedure for obtaining the response signatures of the platform due to the impulse and relaxation procedure was also developed for possible adoption in on-line monitoring of offshore platforms. From the study, it has been concluded that both impulse and relaxation responses are useful tools for monitoring offshore jacket platforms. The present work forms the basis for the development of an automated, on-line monitoring system for offshore platforms, using neural networks.     

深水半潜式钻井平台节点疲劳寿命谱分析研究

以某新型深水半潜式钻井平台为目标平台,归纳基于全概率谱分析法的结构节点疲劳寿命直接计算的基本步骤,建立以SESAM软件包为依托的分析流程,并就板厚修正等几个细节问题的处理进行说明.对平台八个关键节点的疲劳寿命评估结果表明平台的疲劳强度能够满足设计寿命要求,同时证明所提出的疲劳分析流程是可行的.     

Spar平台与刚性立管及浮力罐耦合动力研究综述

Spar平台是深水和超深水海域中极具竞争力的平台类型。Spar平台中刚性立管顶端所需的张力由月池内部的浮力罐提供,浮力罐在水平方向由导向架支撑。平台运动过程中,浮力罐及立管与平台主体发生相对运动和相互动力作用,在水平方向上发生带有空隙效应的碰撞现象,在垂向产生库仑摩擦效应。这是一种复杂的非线性多点接触耦合动力现象,对平台主体和浮力罐的运动及性能都有着重要影响。因此,无论从平台主体设计及水动力性能方面,还是从浮力罐疲劳分析及安全性方面考虑,都有必要对Spar平台与浮力罐之间的耦合动力作用进行深入的研究。在介绍目前国际上Spar平台与浮力罐相关研究情况及进展的基础上,提出了今后研究的有关建议。