铰接式基础风力机多目标优化及动力响应研究

针对一种新型铰接式基础风力机的基础结构设计与优化问题,综合考虑风力机运行安全稳性、经济成本及运动性能等多方面因素,本文建立了高维三目标优化数学模型,采用一种基于参考点的非支配排序多目标遗传算法(NSGA-Ⅲ)对风力机基础结构尺寸进行优化设计研究,利用模糊优选方法,对所得到的帕累托解进行模糊评价,得到满足不同评价指标下的最优方案;并在此基础上,采用空气动力-水动力-结构耦合分析方法,利用Matlab在时域内编写运动控制方程进行动力响应分析。计算结果表明:额定风速海况下,所设计的铰接式基础风力机满足安全发电作业要求,同时相比于初始设计方案,基于多目标优化算法及模糊评价所设计的基础结构无论是运动及载荷性能都更加优越,经济成本更低;相关算法及优化流程也为后续不同基础形式的优化设计工作提供了新思路和参考。

基于改进Pushover方法的自升式平台极限承载力研究

针对自升式平台在海上石油开采中面临的安全问题,以某自升式平台为例,基于ANSYS有限元软件,以载荷重现期作为环境载荷施加的变量,采用改进的非线性推覆方法对平台在极端环境作用下极限承载力与失效模式进行分析。结果表明:甲板上浪载荷是影响平台倒塌的重要因素,不同入射工况下平台的倒塌模式均为桩腿的中下部斜撑结构形成塑性铰,塑性失效位置以及3条桩腿的塑性失效程度取决于入射角度。以环境重现期为标准对平台环境承载力进行分析,可为自升式平台极限性能与弱点位置的分析提供参考。

地基边界条件对自升式平台桩腿承载性能的影响

针对深水自升式平台桩靴边界条件模拟问题,以某300英尺(1英尺=0.304 8 m)自升式平台为例,采用ANSYS有限元软件进行静力分析和极限承载力分析,对比常规铰支和弹性基础约束条件对自升式平台桩腿强度的影响,进一步探究不同桩-土边界条件对桩腿极限承载力和失效模式的影响。结果表明:弹性基础约束方式可有效降低重力二阶效应(p-Delta效应)的影响程度,使相应工况下的有效应力明显减小,在这种约束方式下计算得到的桩腿刚度更大且桩腿会率先进入塑性阶段;铰支约束过于保守;在2种边界条件下桩腿的失效模式也有较大差异。研究结果可为自升式平台的设计提供参考。

海上筒基平台负压沉贯阻力的数值计算研究

用有限元分析方法对筒形基础负压沉贯渗流场进行了动态模拟，提出了筒形基础负压沉贯阻力的数值计算方法；修正了计算筒形基础负压沉贯阻力的公式，并给出了有关系数的取值范围．计算结果表明了计算方法的可靠性和工程实用性．

海洋平台工程数据库与三维实体建模技术研究

通过工程数据库与三维实体建模技术的综合运用 ,实现对海洋平台计算机辅助三维设计。首先 ,建立海上平台工程数据库。然后 ,结合AUTOCAD开发海洋平台三维设计软件 ,在输入和选择平台构件基本参数后 ,自动绘出构件的三维视图。最后 ,利用三维实体的运算功能 ,实现平台构件的虚拟加工制造 ,并完成数据库的构件数据记录的存储。

海上平台桶基沉贯渗流场的有限元法数值模拟

桶形基础平台是一种新型的海洋平台，这种型式的平台与传统的导管架式平台的主要区别在于采用桶形基础代替打入桩基础，桶形基础的负压沉贯过程是一个复杂的水动力过程，其关键在于主动施加的桶内外压力差产生渗流场，渗流场的形成与发展对于负压沉贯有决定性的影响。本文用有限元分析方法对桶形基础负压沉贯渗流场进行动态模拟，建立了桶形基础负压沉贯过程中渗流场的有限元分析模型，模型试验的结果与按有限元分析计算模型得到的计算结果的比较表明了计算模型的可靠性和工程实用性。

海上桶基平台基础边界条件的简化方法与结构优化

海上桶型基础平台采用桶型基础这一新型的基础型式，桶基平台在结构强度校核计算和结构优化中必须考虑其有限元分析模型的基础边界条件简化问题。本文提出了桶基平台有限元分析模型中的基础边界条件简化方法，将桶型基础边界简化为位移弹簧边界元，给出了弹簧刚度的计算方法。通过模型试验与本文提出方法的计算结果的比较，证明本文提出的方法是正确的。同时，将本文提出的方法应用于桶基火炬平台的结构优化，表明该方法是实际可行的并且对于桶基平台的结构强度校核计算与结构优化有重要意义。对于桶基火炬平台的结构优化采用了适合离散变量优化求解的遗传算法，优化的结果有效地降低了结构重量，降低了工程造价。

Internet网上的船舶工程技术信息资源

90年代最热门的技术是网络技术，而网络技术最激动人心的应用是Internet。作为一门传统的工程技术学科，船舶工程技术也正在日益紧密地与信息高速公路联接起来。WorldWideWeb，也称为WWW，是Internet上发展最快的领域。Internet网上的船舶工程技术资源主要是以WWW方式发布的，本文将对Internet网上的船舶工程技术网站进行分类介绍。

闸基渗流场的有限元法数值模拟

应用有限元法对闸基渗流场进行计算,在计算过程中考虑排水效果和泥沙淤积的影响,得出渗流场的数值解,进而计算静水池的浮托稳定性,最后可确定静水池浮托稳定条件下的安全运用水头。通过对闸基渗流场的有限元法数值模拟,得到了上下游有淤积和无淤积情况下,对应于不同排水效果,拦河闸静水池稳定系数随上下游水位差的变化曲线,为该水利设施的安全运用提供指导。

有限元分析软件ANSYS在海洋工程中的应用

结合应用有限元分析软件 ANSYS进行海洋工程设计与研究实践 ,针对海洋工程领域中的各类工程结构分析问题 ,介绍有限元分析软件 ANSYS的应用。

有限元法在三盛公拦河闸安全水头研究中的应用

有限元法在三盛公拦河闸安全水头研究中的应用杨树耕，孟昭瑛（天津大学天津３０００７２）１概述三盛公水利枢纽是一座以灌溉为主兼有发电和供水功能的大型水利工程，拦河闸是其主要建筑物。该工程自１９６１年建成后，由于拦河闸地基渗透条件、排水效果以及上、下游泥沙...

从Internet获取海洋工程技术信息的方法

90年代最热门的技术是网络技术,而网络技术最激动人心的应用是Internet。海洋工程技术正日益紧密地与信息高速公路联接起来。World Wide Web,也称为WWW,是Internet上发展最快的领域,Internet网上的海洋工程技术资源主要是以WWW方式发布的。本文对Internet网上的海洋工程技术站点进行分类介绍,为获取所需要的信息提供帮助和指导。

饱和软黏土中不同形状深水防沉板基础承载特性研究

防沉板基础是水下井口、管汇节点与管汇终端等的永久支撑结构,其承受的荷载具有明显的复杂性、非线性和不确定性,给防沉板基础的稳定性研究带来了巨大挑战。本文研究了在剪切强度随深度线性增长的不排水饱和软黏土中,相同用钢量条件下矩形、方形、六边形和圆形防沉板基础的承载特性。采用数值模拟方法确定了竖向荷载V、水平向荷载H(Hx、Hy)、弯矩荷载M(Mx、My)和扭矩荷载T联合作用下,防沉板基础在V-H、V-M、V-T、Hx-Hy、Mx-My、T-H和T-M荷载空间的地基承载力包络线,并建立了相应的拟合公式。研究表明,不同的基础形状对其承载力影响显著,当V较大时,适宜选用圆形基础;当H较为显著时,应选用矩形或方形基础;圆形、方形和矩形基础的抗弯特性分别适用于不同条件下M为主控荷载的情况;当T的影响不可忽视时,矩形或方形基础为首选形式,六边形和圆形基础次之。

水下管道涡激振动的实验研究

本文对裸露悬空管道在稳定流中的振动现象进行了实验研究．通过对不同管径、不同跨长、不同边界条件的１１组模型在不同流速下的试验，得出管道产生涡激振动时诸参数（跨长、管道结构特性、管道与土壤之间相互作用及水流特性等）间的关系．运用尾流振子数学模型进行计算结果表明：实验与计算是吻合的．提出了防止管道疲劳破坏的条件，这对于穿越河流管道的设计和现有管道的加固有现实意义．

水下生产系统防沉板结构形式改进研究

防沉板是水下生产系统的重要基础形式,在海洋工程开发中有着广泛应用。基础承载能力不仅决定防沉板的适用范围,还关乎水下生产系统的稳定性与安全性。运用有限元软件ABAQUS,建立防沉板与土体的相互作用模型,通过平衡初始地应力,设置主从接触,施加重力荷载与位移约束,用Swipe法对不同结构形式防沉板进行数值模拟。比较分析多种防沉板在复合加载模式下的极限复合承载能力差异,讨论了单轴竖向承载力、V-H、H-M荷载空间破坏包络线。计算结果显示,防沉板是否有底部结构、底部结构的形式、布置以及深度对荷载位移曲线以及破坏包络线有着显著的影响。提出了通过改进防沉板结构形式以克服承载力不足的问题的建议,为拓宽防沉板的运用领域提供了参考。

海上桶基平台桶形基础渗流场的模型试验研究

海上桶形基础平台是一种新型平台,为研究其负压沉贯机理,了解沉贯过程中渗流场的基本特点,我们在室内进行了桶形基础渗流场模型试验。得到了渗流场的变化规律,验证了理论分析的结果,并得到一些有益的结论。

海洋平台钻井泵甲板动力分析与优化

钻井泵工作时长期受到循环往复动力作用,其振动特性使邻近局部甲板区域产生一定振动,甲板的振动反过来也影响钻井泵的正常运作。为了对钻井泵下部平台结构动力特性进行分析,以某海洋平台上部钻井支持模块为研究对象,采用ANSYS软件建立了符合结构实际装载的精准模型,对结构进行模态分析和谐响应分析。分析结果表明:基于原始设计参数的钻井泵下甲板共振范围与钻井泵工作频率十分接近;通过对甲板骨材进行优化,调整甲板骨材型号提高了结构刚度,使下甲板共振范围避开了钻井泵工作频率,结构更加合理。所得结果可为海洋平台钻井泵甲板结构优化提供思路和技术支持。

张力腿平台整体式负压基础沉贯及抗拔模型实验

张力腿平台是一种理想的深海开发平台.桶形基础是目前世界上新式基础形式,其适用的土质范围、水深范围及环境荷载均相当宽广.如果能将桶形基础应用于张力腿平台,则会使张力腿平台更加经济实用.实验中使用一种自主设计的桶形基础模型沉贯及抗拔实验仪器,进行相应的模型实验,以探索将桶形基础应用于张力腿平台的实用性.实验证明水头驱动力可以代替泵抽吸实现桶基沉贯,实验装置较好地模拟了张力腿受动载荷作用的工作情况,初步探求了动载荷对桶形基础的影响.

海洋平台上部组块机械设备动力响应评估

海洋平台上部组块机械设备动力响应评估是保障其结构安全和设备平稳运行的重要手段。针对某海洋平台复产方案中新增空压机和增压机的振动问题,制定了海洋平台上部组块机械设备振动评估技术流程,采用ANSYS软件建立该平台上部组块有限元模型,基于提出的分析流程,计算得到平台结构的自振特性。分析了平台结构的位移响应频谱,在修井和防窜两种作业条件下,分别对平台增压机和空压机不同组合工况下的振动响应进行评估。研究结果表明:增压机和空压机的激振频率均远离平台自振频率,不会引发共振;平台结构在不同工况下的振动速度和振动加速度均满足规范要求,复产设计方案可行;平台最大响应工况为增压机与空压机B组合同时运行,实际工作时,建议以空压机B为备用设备。研究结果可为海洋平台复产计划的顺利实施提供技术保障。