Experimental Study of Nonlinear Behaviors of A Free-Floating Body in Waves

Nonlinear behaviors of a free-floating body in waves were experimentally investigated in the present study. The experiments were carried out for 6 different wave heights and 6 different wave periods to cover a relatively wide range of wave nonlinearities. A charge-coupled device (CCD) camera was used to capture the real-time motion of the floating body. The measurement data show that the sway, heave and roll motions of the floating body are all harmonic oscillations while the equilibrium position of the sway motion drifts in the wave direction. The drift speed is proportional to wave steepness when the size of the floating body is comparable to the wavelength, while it is proportional to the square of wave steepness when the floating body is relatively small. In addition, the drift motion leads to a slightly longer oscillation period of the floating body than the wave period of nonlinear wave and the discrepancy increases with the increment of wave steepness.     

平台运动下深水钻井隔水管非线性动力响应研究

建立深水钻井隔水管在波、流和平台运动的联合作用下的运动方程,模拟1 000 m深水钻井隔水管的非线性动力响应.分析在波、流作用下钻井液密度和顶部张力比等因素对隔水管振动频率的影响,研究平台的静偏移和动态运动对隔水管最大弯矩分布的影响.结果表明,平台运动对深水钻井隔水管的动力响应有较大影响,使隔水管上部最大弯矩峰值增加了1倍多.     

深海系泊系统动力特性研究进展

系泊系统设计是深海平台开发的关键问题之一。由于深海环境载荷和系泊材料物理特性及系缆构型影响,系泊系统分析涉及流固耦合非线性、非线性流体动力及整个系泊系统的运动稳定性。总结深海系泊系统关键理论和技术研究的前沿问题,包括系泊系统系缆建模、系泊系统耦合动力分析的理论和方法等,重点分析系泊系统非线性动力学问题的研究进展,并且提出了深海系泊系统需要深入研究的若干动力学问题。     

多边形筒型基础海上建造过程中移位及起浮技术研究

以广东省某海域海上风电项目为背景,针对六边形钢混组合筒型基础海上建造过程中敞口筒裙无法自浮移位及基础整体起浮稳性不足的问题,提出了一种基于助浮浮箱提高基础移位及起浮稳性的技术,并分别基于SESAM和ABAQUS软件进行了整体浮稳性分析与结构强度校核。计算结果表明：在浮箱助浮作用下,可将基础满足稳性要求的吃水深度从13 m减小至8 m,极大地降低了对基础制造海域水深的要求;敞口筒裙—浮箱移位及筒型基础—浮箱起浮过程中,其整体垂荡与纵摇固有周期均随吃水深度的增加而增大,且两种结构分别在7 m和8 m吃水深度下的运动响应最优;移位及起浮过程中,浮箱与基础结构的应力均满足结构强度要求。此项技术的研究及在广东省某海域的成功应用,为推动在更多的浅海区域预制大型筒型基础结构提供了可借鉴的技术。     

广东省"十五"项目测震台站台址勘选结果分析

利用地震台址勘选过程中产出的地脉动背景噪声数字记录,计算勘选出的各台站背景噪声地脉动速度均方根值(RMS)、噪声功率谱密度等数据.成果在于得出各地震台站的背景噪声水平和等级分类,为将来计算各地震台站的场地响应及震级修正值等测震学研究提供基础资料,是对"广东省数字地震观测网络"项目测震台站勘选工作的总结与评价.     

强震地面运动超随机特性的几点注记

本文详细论述了功率谱与功率谱密度、平方和SS与平方平均值MS的适用范围及物理意义,比较深入地分析了平稳和非平稳加速度时间历程的统计特征,通过引入时域包线获取特定相位的方法,考虑了非平稳特性。本文基于非平稳时间历程,在不考虑频率非平稳性的基础上,提出了设计地震动三要素:(1)平方和SS;(2)归一化自相关函数或其对应的功率谱;(3)地震动时域包线.本文提出了在设计地震动合成中考虑超随机特性的实用方法,并指出地震动的超随机特性(即归一化功率谱的锯齿状波动部分,或归一化自相关函数的随机噪声部分)与相位的随机性是地震动随机特性的两个重要方面。本文将地震动的统计分析直接建立在非平稳时间历程的基础之上,从而避开了要对地震动进行平稳化处理的困难。这样提取出的地震动统计特征完全是以真实地震动记录为基础的。应用这些统计特征,可模拟出符合统计要求的基于非平稳时间历程的设计地震动。最后本文还讨论了工程上常用的将反应谱近似转换为功率谱的转换式的一些缺陷。     

地下结构抗震理论分析与试验研究的发展展望

目前我国在地下结构抗震分析与破坏灾变机理研究中尚存在诸多问题需要解决,在分析总结我国地下结构抗震理论与试验研究的基础上,重点阐述了需要进一步深入研究的六个关键问题:地下结构振动模型试验研究技术,土体非线性动力本构模型,高轴压的地下结构承重构件地震破坏机理,非一致波动输入及非一致波动输入下地下结构的地震反应,饱和砂土液化大变形理论及本构模型,大型三维非线性土-结构动力相互作用分析模型。这些问题的研究和解决对于完善地下结构抗震理论分析方法与试验研究技术,获得大型地下结构在地震作用下的反应规律与破坏灾变机理具有重要的科学意义和工程应用价值。     

基于HHT的结构强震记录分析研究

本文利用HHT(Hilbert-HUang Transform)研究了结构强震记录的时频特性及结构动力特性。介绍了一座7层钢混框架结构及其强震观测台阵概况以及经历的地震情况,选择了在3次有代表性地震中的强震记录,利用一种新的非平稳信号处理方法HHT对记录进行了处理和分析,得到了该结构强震记录的时频幅值三维分布以及边际谱,并将边际谱与傅里叶谱进行了对比,识别了结构的自振频率。研究表明,对结构强震记录这种强非平稳信号,可以利用HHT分析得到能量集中分布的频段与时间范围。HHT边际谱与傅里叶谱相比,在低频部分幅值要大于傅里叶谱,而在高频部分,幅值要小于傅里叶谱。利用结构强震记录识别的自振频率比环境振动测试结果要小。     

Behavior of vortex-induced vibration of a circular cylinder near a deformable wall with two degrees of freedom in steady flow

The behavior of vortex-induced vibration of a two-degree-of-freedom cylinder near a deformable wall in steady flow is investigated experimentally.The typical phenomenon of the two-degree-of-freedom cylinder’s VIV is discussed.The influences of initial gap between the cylinder and the wall on the dynamic responses of the cylinder are analyzed.The comparison is made about dynamic responses of the cylinder with one and two degrees of freedom.Experimental results show that the vibration of the cylinder near a deformable wall with a small value of initial gap-to-diameter ratios can generally be divided into two phases.The initial gap-to-diameter ratios have a noticeable influence on the occurrence of transverse vibration.The transverse maximum amplitude of the cylinder with two degrees of freedom is larger than that of the cylinder with one degree of freedom under the condition with the same values of other parameters.However,the vibration frequency of the cylinder for the two degrees of freedom case is smaller than that for the one degree of freedom case at the same value of Vr number.     

秦皇岛市工程场地地面运动峰值加速度预测

工程场地地面运动峰值加速度是强震区城市发展规划、抗震防灾的重要依据,也是工程建筑抗震设计的基本参数。本文在研究秦皇岛市区域地震地质环境和地震活动规律的基础上,确定了区域潜在震源区及相应的地震活动性参数。将该市工程场地划分为规则网格,采用地震危险性分析的概率方法,计算出各场地在各不同年限内所遭受到的不同地震危险性概率水平。最后,编制出了供一般工业与民用建筑设计使用的,按50年10％给定概率水平的秦皇岛市地面运动加速度预测图。