新型深水系缆非线性动力特性研究进展

随着海洋油气资源开采逐渐向深海发展,新型绷紧式系泊系统正替代传统悬链式系泊系统广泛应用于深水平台的系泊中.作为一种采用合成纤维材料系缆的新型系泊系统,系缆复杂的力学特性是其工程应用需要首先认识并解决的关键技术问题.介绍了在复杂海洋环境条件下合成纤维系缆的非线性动力特性,包括动刚度、绷紧-松弛、蠕变、应力松弛以及疲劳破坏等特性,总结和评述了针对这些特性开展的国内外相关研究,也对今后需要继续深化的研究进行了展望,以期为国内在此方向开展的数值模拟和实验研究提供重要参考.     

Theoretical Model and Dynamic Analysis of Soft Yoke Mooring System

As a popular solution for mooring an FPSO （Floating Production, Storage and Offloading） permanently in shallow water, the soft yoke mooring system has been widely used in ocean oil production activities in the Bohai Bay of China. In order to simulate the interaction mechanism and conduct dynamic analysis of the soft yoke mooring system, a theoretical model with basic dynamic equations is established. A numerical iteration algorithm based on error estimation is developed to solve the equations and calculate the dynanfic response of the mooring system due to FPSO motions. Validation is conducted by wave basin experimentation. It is shown that the numerical simulation takes only a few iteration times and the final errors are small. Furthermore, the calculated results of both the static and dynamic responses agree well with those ones obtained by the model test. It indicates that the efficiency, the precision, the reliability and the validity of the developed numerical algorithm and program are rather good. It is proposed to develop a real-time monitoring system to further monitor the dynamic performance of the FPSO with a soft yoke mooring system under various real sea environments.     

船体可靠性评估

为了研究不同结构船体的寿命和使用时可靠度的关系,提出了一种基于试验的可靠度估计方法.针对不同结构船体寿命服从Weibull分布,在无失效数据情形下、置信度至少为γ和寿命为t时,根据船体寿命试验数据,给出了可靠度的单侧置信下限.该方法是在Weibull分布形状参数下限已知的情况下,能将所有的无失效寿命数据进行累加,大大提高了可靠性分析的精度.最后,对钢结构、钛合金结构、铝合金结构的船体,在寿命为t月、置信度至少为γ时,计算了3种结构船体的可靠度单侧置信下限.结果表明该方法易于计算,便于工程应用.     

浪流作用下系泊船舶撞击力和系缆力试验研究

以某25万吨矿石码头工程为例,分别进行了单流、单浪和浪流共同作用下,系泊船舶撞击力和系缆力试验。研究了不同水位、不同船舶载度、不同浪流夹角,单流、单浪和浪流共同作用时对船舶撞击力和系缆力的影响。分析了该码头工程护舷和缆绳的布置情况,为工程设计提供了依据。     

系泊模式对深水Spar平台运动性能的影响

在频域和时域内研究对等分布式系泊和分组式系泊2种系泊模式对Spar平台运动性能的影响,并分析单根系泊缆破断失效后平台运动性能的变化。首先建立Spar平台的三维水动力模型,通过在平台柱体导缆孔处指定预张力、倾角和刚度来模拟系泊系统的影响;然后采用三维势流理论进行浮体水动力计算,获得Spar平台运动响应的传递函数等水动力参数;最后根据实际海况资料,在平台生存工况下,进行Spar平台在完好系泊和单根系泊缆破断失效状态下运动响应的短期预报,并在时域内进行耦合分析,研究平台运动响应和系泊缆张力变化情况。研究结果对Spar平台系泊系统设计和平台设计前期运动性能研究有参考意义。     

深海系泊法向承力锚模型实验系统

法向承力锚是一种新型的拖曳嵌入式系泊基础.这种锚的工程应用仅有10 a时间.国内在此项技术上尚属空白.通过实验系统的设计,介绍了针对这种新型拖曳锚展开模型实验研究的实验平台.利用一些新型传感器和巧妙的机件设计,不仅实现了实验量测方法的创新,而且达到了经济实用的目的.实验结果也验证了整个系统设计的可靠性.     

张力腿平台及其基础设计

海洋工程油气开发逐步向深海域进军,资料表明２１世纪深海的石渍、天然气将是主要能源这一。目前主要的深海石油平台形式是张力腿平台,其结构一般由平台本体、张力腿系统和基础系统三部分组成。基础部分不但承受着结构上部及海底的各种载荷,而且为结构提供必要的稳定性和安全性。本文通过对当今世界已建成投产的９座深海张力腿平台及其基础形式进行分析,剖析它们的基础设计思想,为我国深海张力腿平台的设计提供参考。     

中国对虾弧菌性红腿病的细胞病理研究

中国对虾(Penaeus chinensis)弧菌性红腿病是近年来我国华东地区一些对虾养殖场新发生和流行的一种危害严重的病害.本文报道应用光学和电子显微镜研究病虾的腹肢、中肠、心脏、血细胞、鳃等组织细胞的病理改变,病原菌内外部微结构和SMZ处理后菌体微结构的变化.结果表明,病虾血淋巴涂片上能看到少量细菌,血细胞数明显减少,腹肢的真皮层沉积着放射状或树枝状的橘红色色素颗粒.在超薄切片中可见许多寄生弧菌集聚或散布于心肌细胞间质、中肠、腹肢及鳃丝等组织的细胞质中.从病虾血淋巴中被分离培养的细菌鉴定为鳗弧菌(Vibrio anguillarum),人工感染试验进一步证实其为红腿病的病原体.该细菌系一种无芽孢的短弧菌,革兰氏染色阴性,菌体大小为(0.6～0.9)μm ×(1.5～2.5)μm,有一根单端生鞭毛.鞭毛具有鞘和轴结构,菌体内部具有原核细胞超微结构特性,经SMZ处理后,菌体膨胀,核区体积增大,致密染色质颗粒增多,透明斑变少,严重者细胞壁大部分或全部消失,细胞破裂甚至解体.而未经SMZ处理的菌体无此变化.健虾组织中,未见病理变化及细菌存在.这为该病的诊断和有效的防治研究提供了重要的科学依据.     

新型激光雷达浮标运动响应特性数值研究

以新型激光雷达浮标系统为研究对象,基于ANSYS/AQWA开展了激光雷达浮标系统运动响应特性数值研究,研究了浮标吃水深度、形状参数对于激光雷达浮标运动响应的影响规律,分析了附加质量、辐射阻尼、运动响应RAO及一阶、二阶波浪力等水动力参数。采用时域分析方法对不同风浪流荷载入射角度下的激光雷达浮标锚泊系统张力特性进行了计算分析。研究结果表明:随着浮标吃水深度的增加,浮标纵荡方向响应无明显变化,垂荡响应显著增大;随着浮标底部圆台直径的增大,浮标纵荡方向响应变化较小,而圆柱形浮标垂荡运动响应显著大于圆台形浮标;当浮标系泊锚链发生松弛—张紧状态变化时易出现极端张力,且极端张力出现的幅值和频率随有效波高的增大和谱峰周期的减小而增大。