基于混合模型试验技术的中等水深FPSO系统水动力性能研究

对一工作水深为375m的中等水深FPSO系统的水动力性能进行了模型试验研究和数值计算。采用了混合模型试验技术进行等效水深截断系泊系统的模型试验并在时域中进行了数值重构计算。对试验和数值重构计算得出的水动力响应的统计值、功率谱和RAO等进行了比较,结果显示两者符合得很好。最后,对全水深实际系泊系统的FPSO进行了时域数值模拟计算,预报了该FPSO系统在几种环境条件下的水动力响应情况。

深海海洋平台混合模型试验技术研究与进展

简要回顾了深海海洋平台水动力模型试验技术研究进展情况,重点介绍了混合模型试验技术,最后对我国开展这方面的研究提出了一些建议。

振动台型混合试验系统试验设备研究

具有非线性结构特性的大型结构地震试验在试验费用、精度和可行性方面存在许多问题。近年来结合数值模拟实时子结构试验方法有一些文献报道。本文是对此的初步的阶段分析成果,主要针对基于振动台型的混合试验作了简要的分析,以及实施混合试验技术中所存在的问题,根据现有设备的状态,对试验设备的改造可行性提出了一些意见。

混合模型试验等效水深截断系统优化设计研究

进行了深海海洋平台混合模型等效水深截断系统优化设计试验研究,优化方法选用混合离散变量模拟退火法,目标函数为截断系统和原系统的静力特性相似程度。以一个转塔式系泊浮式生产系统为例进行了等效水深截断系统优化设计计算。

等效水深截断的深海平台混合模型试验方法研究

以工作水深为320 m的转塔式FPSO为例,研究了等效水深截断的混合模型试验方法。选择截断水深为160 m,先后进行了截断水深系统和全水深系统模型试验,并进行了相应截断水深试验的数值重构和全水深系统的数值计算。结果证明混合模型试验技术是切实可行的,可用于深海平台的模型试验。

等效水深截断系统模型试验结果可用性研究

以一工作水深为320 m的转塔式浮式生产储油系统(FPSO)为例研究了被动截断式的混合模型试验方法,选择截断水深为160 m,先后进行了截断系统和全水深系统模型试验,并对两者结果进行了比较.结果发现,在保证静力特性相似并且截断程度不大的情况下,等效水深截断系统模型试验能在一定程度上代替全水深系统模型试验.

内转塔式系泊FPSO模型试验研究

对一工作水深为375m的60万桶转塔式系泊FPSO系统(FloatingProduction,StorageandOf floadingSystem)进行了模型试验研究。由于试验水池的尺度限制,采用了混合模型试验技术对该FP SO的系泊系统进行了等效水深截断处理,并在时域中对截断系统进行了数值重构计算。对试验和数值重构计算得出的若干水动力响应的统计值和功率谱进行了比较,结果显示两者符合得很好。

结构抗震试验方法研究初探

对传统的三种抗震试验方法的利与弊进行了分析,重点进行了抗震试验新方法——混合试验研究,从数值积分方法、加载控制方法和试验时滞及补偿方法三个方面阐述了混合试验的发展。

等效水深截断系统优化设计问题的新求解方法

考虑总系泊系统水平和垂直两个方向的恢复力以及具有代表性的单根系泊缆静力等特性进行等效水深截断系统优化设计,以替代全水深系统进行混合模型试验。在使用混合离散变量模拟退火方法时提出了一种"接力棒"寻优方式,若每棒寻优结束后变量到达上限或者下限时,须扩大上限或缩小下限。以工作水深为320m的10万吨内转塔式系泊FPSO作为研究对象,其截断水深为80m进行等效水深截断系统优化设计计算。数值试验结果表明,截断系统设计是成功和有效的。

考虑静力特性相似的等效水深截断系统的优化设计

主要考虑静力特性相似进行了深海平台混合模型试验中的等效水深截断系统优化设计研究。优化方法选用混合离散变量模拟退火法和离散复合形法,目标函数为截断系统和原系统的静力特性相似程度,通过选取适当的设计准则,能在一定程度上减小截断系统与全水深系统动力特性之间的差异。建立了锚泊线材质数据库,以锚泊线材质名和直径作为关键字。在计算锚泊系统静力特性时,先用四阶龙格库塔法求解单根锚泊线的静力特性,然后通过拉格朗日插值法求解总系泊系统的静力特性。采用C++语言基于面向对象方法开发了计算机程序。具体优化计算时,先分别用两种优化法计算出相应的结果,然后选取较好的一个作为最终结果。以一个工作水深为320m的10万t内转塔式系泊FPSO为例,进行了等效水深截断系统优化设计计算,截断水深选为160m,并选取几个典型工况对截断系统和全水深系统都进行了缩尺比为λ=80的模型试验,比较两者的试验结果发现,截断系统设计是成功的。

基于INSGA-Ⅱ的等效水深截断系泊系统优化设计

深海平台混合模型试验的首要任务是等效水深截断系统的优化设计,其目的是以截断水深系统替代全水深系统进行试验。等效水深截断系统相比全水深系统其工作水深和跨度较小,但其它特性两者应保持一致。文章以工作在304 m水深的10万吨内转塔式系泊FPSO为例,截断水深为76 m,采用改进的非支配排序遗传算法(INSGA-II)对等效水深阶段系统进行了优化计算,同时考虑了总系泊系统水平和垂直两个方向以及具有代表性的单根系缆的静力特性。此实验数值结果表明,所采用的数学模型、优化方法是行之有效的。

基于改进ACPSO的等效水深截断系泊系统的优化设计

深海平台设计通常需要混合模型试验,为了和全水深的系泊系统特性尽量保持一致,除了水深和跨距变小外,其他的特性采用改进了的自适应混沌粒子群算法(ACPSO)对截断后的系泊系统进行优化设计,使其特性尽量和全水深相似;以一FPSO,工作水深为914.4m为例,截断水深为214.4m,同时考虑总系泊系统水平和垂直两个方向以及具有代表性的单根系泊缆静力特性相似对等效水深截断系统进行了优化计算;数值试验结果表明,选取的数学模型、优化方法是快速有效的。

等效水深截断系统优化设计研究

世界范围内海洋油气开采正在向500～3000m的深海进军．然而，对深海全水深系统进行模型试验相当困难：目前世界上没有一家水池有足够的空间可以在常规缩尺比下容纳一个工作在1000～3000m之间的完整的顺应式系泊浮式生产系统．面对该挑战，目前看起来最可行的就是所谓的混合模型试验技术．应用该技术的首要工作就是设计等效水深截断系统．我们研究了深海平台混合模型试验方法的优化设计问题．研究过程中，主要考虑了截断水深和全水深系统的静力特性相似．将截断水深和全水深系统静力特性相似程度的数值作为目标函数建立了等效水深截断系统优化设计数学模型．通过选择适当的设计准则，可减少截断水深和全水深系统之间的动力特性差异．为计算系泊系统的静力特性，采用四阶龙格一库塔法来求解单根锚泊线的静力平衡方程．当单根锚泊线的静力特性计算出来后，总系泊系统的静力特性可以用拉格朗日插值方法计算出来．建立了锚泊线材质数据库，以锚泊线材质名和直径作为关键字．选用经过改进的混合离散变量模拟退火法和离散复合形法来进行优化计算．采用C＋＋语言基于面向对象方法开发了计算机程序．具体优化计算时，先分别用两种优化法计算出相应的结果，然后选取较好的一个作为最终结果．为考察开发出的计算机程序，文中以一个工作水深为320m的10万吨内转塔式系泊FPSO为例进行了等效水深截断系统优化设计计算，截断水深选为160m，并选取几个典型工况对截断系统和全水深系统都进行了缩尺比为λ=80的模型试验，比较两者的试验结果发现，该文的截断系统设计是成功的．作者将结合一个具体实例对以前发表的关于深海平台混合模型试验方法的论文进行总结．