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悬链线式系泊及立管系统等效截断设计 被引量:5
1
作者 王宏伟 罗勇 苏玉民 《哈尔滨工程大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第12期1565-1572,共8页
为解决海洋工程水池横向跨度不足的问题,对悬链线式系泊、立管系统进行等效截断设计,根据静态特性相似准则提出3种系泊线截断方案.方案1仅截断底部系泊线,方案2仅截断中间部分系泊线,均适合于横向跨度相对较大的情况.当跨度相对较小时,... 为解决海洋工程水池横向跨度不足的问题,对悬链线式系泊、立管系统进行等效截断设计,根据静态特性相似准则提出3种系泊线截断方案.方案1仅截断底部系泊线,方案2仅截断中间部分系泊线,均适合于横向跨度相对较大的情况.当跨度相对较小时,采用方案3,对底部和中间部分系泊线按一定比例都进行截断.而立管成分单一,直接进行截断设计即可.提出各方案的截断设计步骤,以及系泊线、立管的特性参数与自身截断因子之间的关系式.并针对一作业水深914 m的内转塔式FPSO系泊、立管系统进行截断设计和时域耦合分析,截断前后系统静态特性、平台总体响应和系泊线受力都吻合良好,并与已有全水深试验结果一致,证明了等效截断设计的合理性和正确性. 展开更多
关键词 悬链线式系泊系统 等效截断 静态特性相似 内转塔式FPSO
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考虑静力特性相似的等效水深截断系统的优化设计 被引量:7
2
作者 张火明 杨建民 肖龙飞 《中国造船》 EI CSCD 北大核心 2007年第2期25-36,共12页
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... 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。 展开更多
关键词 船舶、舰船工程 深海平台 混合模型试验技术 等效水深截断 优化设计 FPSO
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等效水深截断系统优化设计问题的新求解方法 被引量:3
3
作者 张火明 张晓菲 +2 位作者 蒋娟 高文军 王强 《中国造船》 EI CSCD 北大核心 2011年第2期63-73,共11页
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... 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。 展开更多
关键词 深海平台 混合模型试验技术 等效水深截断 优化设计 FPSO
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等效水深截断系统模型试验结果可用性研究 被引量:4
4
作者 张火明 杨建民 肖龙飞 《上海交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第6期1059-1063,共5页
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... 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. 展开更多
关键词 深海平台 混合模型试验技术 等效水深截断 模型试验
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等效水深截断的深海平台混合模型试验方法研究 被引量:4
5
作者 张火明 杨建民 肖龙飞 《海洋工程》 CSCD 北大核心 2006年第4期1-7,共7页
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... 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。 展开更多
关键词 深海平台 混合模型试验技术 等效水深截断
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基于INSGA-Ⅱ的等效水深截断系泊系统优化设计 被引量:2
6
作者 张火明 陆萍蓝 张晓菲 《船舶力学》 EI CSCD 北大核心 2014年第11期1292-1298,共7页
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... 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。 展开更多
关键词 深海平台 混合模型试验技术 等效水深截断 优化设计
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智能优化平台在等效水深截断系统设计中应用 被引量:1
7
作者 周杭霞 张火明 +1 位作者 高明正 杨建民 《海洋工程》 CSCD 北大核心 2011年第1期94-99,共6页
构建一个智能优化平台,包括粒子群算法、蚁群算法、遗传算法、模拟退火算法、混沌算法和复合形法。该平台包括四个模块,分别是优化问题选择,优化参数设置,优化过程显示以及优化结果输出。将该优化平台应用在等效水深截断系统的优化设计... 构建一个智能优化平台,包括粒子群算法、蚁群算法、遗传算法、模拟退火算法、混沌算法和复合形法。该平台包括四个模块,分别是优化问题选择,优化参数设置,优化过程显示以及优化结果输出。将该优化平台应用在等效水深截断系统的优化设计中,对截断系泊系统的构造参数进行优化,能在很短时间内给出符合海洋工程需要的等效水深截断系泊系统。 展开更多
关键词 等效水深截断系统 优化设计 智能优化算法 优化平台
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基于混沌算法的等效水深截断系泊系统优化设计
8
作者 王强 张火明 +2 位作者 高文军 蒋娟 赵洲 《船舶工程》 CSCD 北大核心 2012年第3期80-84,共5页
为替代全水深系统进行混合模型试验,设计了等效水深截断系统。同时考虑总系泊系统以及具有代表性的单根系泊缆静恢复力特性相似,采用改进的变尺度混沌算法对等效水深截断系泊系统进行优化计算。选取了一工作水深为1500m的新型单柱式(Sp... 为替代全水深系统进行混合模型试验,设计了等效水深截断系统。同时考虑总系泊系统以及具有代表性的单根系泊缆静恢复力特性相似,采用改进的变尺度混沌算法对等效水深截断系泊系统进行优化计算。选取了一工作水深为1500m的新型单柱式(Spar)平台,对其截断水深为700m的等效截断系泊系统进行优化设计,数值试验结果表明,截断系统的设计是合理的、可靠的。 展开更多
关键词 系泊系统 等效水深截断 混合模型试验 混沌算法 Spar
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FPSO单点系泊系统动力截断优化设计 被引量:1
9
作者 王宏伟 马刚 +2 位作者 张勇青 李彤滨 田立锋 《船舶工程》 CSCD 北大核心 2020年第S01期450-456,共7页
浮体系泊系统在海洋工程水池进行模型试验时,由于水池尺度有限,首先对系泊线进行等效截断设计,是被动式混合模型试验的重要一步。截断设计时,基于细长杆理论,模拟系泊线的非线性动力特性,将计算所得时域内的系泊力转换到频域响应,选择... 浮体系泊系统在海洋工程水池进行模型试验时,由于水池尺度有限,首先对系泊线进行等效截断设计,是被动式混合模型试验的重要一步。截断设计时,基于细长杆理论,模拟系泊线的非线性动力特性,将计算所得时域内的系泊力转换到频域响应,选择有代表性的频率及响应建立目标函数,结合NSGA II优化算法,确定最优截断系泊参数,计算快速准确。针对一作业水深420 m的FPSO单点系泊系统,进行水平截断设计。截断前后系泊系统和单根系泊线的静力特性吻合很好。截断系泊系统在不同环境载荷作用下的总体响应和系泊动力,都与截断前一致,证明截断设计的合理性和准确性,为后续的模型试验工作打下基础。 展开更多
关键词 单点系泊 等效截断 NSGA-II 静力相似 动力相似
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截断系泊系统不同恢复力矩特性对于深水半潜式平台摇摆运动的影响 被引量:3
10
作者 乔薛峰 肖龙飞 杨立军 《上海交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第4期450-456,共7页
以工作在1.5km水深的半潜式平台为例,在截断水深模型实验中,设计5套符合水平及垂向回复力、最大单根缆受力特性相似的截断系泊系统,使之具有不同的力矩特性曲线.通过时域耦合计算,比较在这些截断系泊系统下平台的摇荡运动的差异,并与实... 以工作在1.5km水深的半潜式平台为例,在截断水深模型实验中,设计5套符合水平及垂向回复力、最大单根缆受力特性相似的截断系泊系统,使之具有不同的力矩特性曲线.通过时域耦合计算,比较在这些截断系泊系统下平台的摇荡运动的差异,并与实验结果对比分析.结果表明,水深截断系泊系统的力矩特性是否相似对半潜式平台摇荡运动有一定影响,平台的水平偏移越大时影响越显著.说明在截断系泊系统设计中,保持与全水深系统一致的力矩相似特性的必要性. 展开更多
关键词 等效水深截断 力矩特性 半潜式平台 摇荡运动
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深水半潜式生产平台耦合动力特性对比研究
11
作者 赵晶瑞 范模 段梦兰 《海洋工程》 CSCD 北大核心 2012年第4期49-54,共6页
应用数值模拟与模型试验相结合的方法研究半潜式生产平台系泊状态下的耦合动力特性。建立耦合分析模型,时域内计算求解平台的动力响应,选取缩尺比为1∶60,采用等效截断模型方法对数值模拟结果进行验证。通过对比模型试验与数值模拟结果... 应用数值模拟与模型试验相结合的方法研究半潜式生产平台系泊状态下的耦合动力特性。建立耦合分析模型,时域内计算求解平台的动力响应,选取缩尺比为1∶60,采用等效截断模型方法对数值模拟结果进行验证。通过对比模型试验与数值模拟结果发现:等效截断系泊系统可以较好地模拟平台的位移响应,但在系泊张力方面却差异较大,此外极端海况下平台的甲板上浪问题也必须得到充分重视。 展开更多
关键词 半潜式生产平台 耦合动力分析 等效截断 模型试验 数值模拟
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等效水深截断系统优化设计研究 被引量:3
12
作者 张火明 孙志林 +1 位作者 杨建民 高明正 《中国科学(G辑)》 CSCD 北大核心 2009年第4期523-536,共14页
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... 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. 展开更多
关键词 等效水深截断系统 优化设计 混合模型试验技术 FPSO 水动力响应 模拟退火法 复合形法
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半潜式钻井平台锚泊系统设计与试验验证 被引量:1
13
作者 赵晶瑞 冯玮 杜庆贵 《舰船科学技术》 北大核心 2016年第8期62-66,共5页
针对某深水半潜式钻井平台,为其设计1套多点扩展式锚泊系统。采用数值方法计算船体与系泊系统耦合动力响应,并通过水池模型试验对计算结果进行验证。结果表明,在钻井作业与生存工况下该平台的最大水平偏移与系泊张力均满足规范要求。通... 针对某深水半潜式钻井平台,为其设计1套多点扩展式锚泊系统。采用数值方法计算船体与系泊系统耦合动力响应,并通过水池模型试验对计算结果进行验证。结果表明,在钻井作业与生存工况下该平台的最大水平偏移与系泊张力均满足规范要求。通过计算结果与试验结果的对比发现,由于水池试验采用等效截断方法低估了系泊缆绳本身的质量惯性与所承受的流体载荷,导致系泊张力的计算结果略大于实验结果。 展开更多
关键词 多点系泊 耦合动力响应 等效截断方法 质量惯性
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Investigation on Optimization Design of an Equivalent Water Depth Truncated Mooring System Based on INSGA-Ⅱ 被引量:1
14
作者 Huoming Zhang Wenjun Gao Qiang Wang Juan Jiang Zhou Zhao 《Journal of Marine Science and Application》 2012年第2期208-215,共8页
At present,equivalent water depth truncated mooring system optimization design is regarded as the priority of hybrid model testing for deep sea platforms,and will replace the full depth system test in the future.Compa... At present,equivalent water depth truncated mooring system optimization design is regarded as the priority of hybrid model testing for deep sea platforms,and will replace the full depth system test in the future.Compared with the full depth system,the working depth and span are smaller in the truncated one,and the other characteristics maintain more consistency as well.In this paper,an inner turret moored floating production storage & offloading system(FPSO) which works at a water depth of 320m,was selected to be a research example while the truncated water depth was 80m.Furthermore,an improved non-dominated sorting genetic algorithm(INSGA-II) was selected to optimally calculate the equivalent water depth truncated system,considering the stress condition of the total mooring system in both the horizontal and vertical directions,as well as the static characteristic similarity of the representative single mooring line.The results of numerical calculations indicate that the mathematical model is feasible,and the optimization method is fast and effective. 展开更多
关键词 deep sea platforms hybrid model test equivalent water depth truncated mooring system optimization design
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临近空间飞行器目标电磁散射特性分析方法研究
15
作者 李潇 周云生 《遥测遥控》 2016年第2期43-48,共6页
临近空间飞行器是当前航空航天领域一大研究热点。对临近空间目标飞行器进行探测首先需要建立目标光电特性库以HTV-2目标为例,研究临近空间目标的电磁散射特性,介绍物理光学法及截断的等效边缘电磁流法。
关键词 HTV-2 电磁散射特性 物理光学法 截断等效边缘电磁流法
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深水非线性弹簧截断张紧式系泊系统动力特性 被引量:2
16
作者 王宏伟 罗勇 +1 位作者 马刚 孙丽萍 《华中科技大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第7期124-128,共5页
通过分析张紧式系泊系统的力学特性,提出用弹簧系统代替被截断系泊线并准确模拟其刚度特性的方法.截断水深以上系泊线刚度保持不变,讨论弹簧长度、位置及非线性系数的确定方法,保证截断前后系统的静力特性相似.提出改变截断后系泊线直... 通过分析张紧式系泊系统的力学特性,提出用弹簧系统代替被截断系泊线并准确模拟其刚度特性的方法.截断水深以上系泊线刚度保持不变,讨论弹簧长度、位置及非线性系数的确定方法,保证截断前后系统的静力特性相似.提出改变截断后系泊线直径和单位长度质量的计算方法,准确模拟系泊线的动力特性.将一作业水深3 048m的FPSO内转塔式系泊系统分别等效截断到1 000m和500m,通过静态分析和时域动态分析可知:截断前后系泊线的预张力、顶部张角、静力特性曲线、平台总体响应和系泊线受力都符合良好,证明了所提截断方案的合理性和正确性. 展开更多
关键词 张紧式系泊 等效截断 非线性弹簧 静力 动力
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深海采矿系统波浪中耦合运动的模型试验研究 被引量:1
17
作者 肖林京 宋庆辉 +1 位作者 王宇 烟芳萍 《矿业研究与开发》 CAS 北大核心 2021年第8期167-171,共5页
深海采矿船与扬矿管系统的耦合动力分析对采矿系统的研发应用具有重要意义。为了研究波浪引起的扬矿管和采矿船之间的耦合动力响应,采用等效截断设计原则,对扬矿管截断模型的弹性模量、轴向刚度以及单位长度质量等特征参数进行优选,得... 深海采矿船与扬矿管系统的耦合动力分析对采矿系统的研发应用具有重要意义。为了研究波浪引起的扬矿管和采矿船之间的耦合动力响应,采用等效截断设计原则,对扬矿管截断模型的弹性模量、轴向刚度以及单位长度质量等特征参数进行优选,得到了合理的截断模型参数。基于相似理论建立了深海采矿5000 m扬矿管耦合动力学试验模型,解决了深海采矿系统在有限水深试验条件下进行模型试验的问题。同时开展了不同波高、不同波向角和不同矿仓质量下采矿系统模型的耦合运动试验,结果表明,波高、波向角和矿仓质量对耦合响应的幅值、耦合作用时间均有较大影响。该试验模型的建立,为后续管道稳定性和升沉补偿特性的研究提供了技术基础。 展开更多
关键词 深海采矿 扬矿管 耦合力 等效截断 模型试验
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