波流耦合作用海上张力腿风机运动响应研究

以TLP海上风机为研究对象,结合黄海海域环境条件对张力腿风机基础的水动力响应进行模拟分析。在计算过程中,风荷载分为作用在塔柱上的风荷栽和风机荷栽两部分,采用高阶边界元法建立数值模型,开发了风、浪、流耦合作用时域程序。针对不同风、浪、流入射工况进行模拟,计算结果表明,风荷载单独作用下张力腿风机结构产生的运动响应与波流力作用下响应值比较不可忽略,并得到了一些时工程实践有意义的结论。     

深水海上风机吸力桶导管架基础承载特性

针对海洋深水环境,设计适应70 m水深的四桶导管架结构形式,并在此基础上设计相同高度和主腿斜度的三桶导管架基础。采用Abaqus有限元软件建立导管架结构-吸力桶-土体整体有限元模型,通过对比分析探究海上风电深水吸力桶导管架基础的承载力特性。研究发现：吸力桶与土体的位移一致性程度可反映基础水平极限承载力大小,四桶导管架基础的综合承载特性优于三桶导管架基础;加载高度对四桶导管架基础的水平承载力特性有重要影响,基础水平承载力随着加载高度增加逐渐减小;加载方向对四桶导管架基础水平承载力影响较小。     

海上风电吸力桶结构分析

针对实际工程条件,创新性地设计一种全新吸力筒形式,并借助SACS软件构建综合考虑土壤影响的吸力筒导管架风机模型。在极端工况下,详细分析该结构的性能。结果表明,在外部极端载荷作用下,导管架结构可满足工程要求,确保结构的整体稳定。采用Abaqus软件对过渡段和吸力筒部分强度进行精确校核,计算结果表明两者的强度均满足设计和使用需求,具备足够的承载潜力和稳定性。分析表明新设计的吸力筒在复杂工程背景下表现出色,为类似工程的设计与优化提供了可靠参考依据,同时也丰富海上风电吸力桶基础的研究与实践。     

自升式移动平台结构动力响应研究

介绍了自升式移动平台动力响应模型建模的关键技术,并详细论述了动力响应求解的3种方法,单自由度方法、频域分析方法和时域分析方法;并以某桁架式桩腿自升式平台为例,计算运动惯性力及动力放大系数,对3种方法计算结果进行了比较。     

吸力式桶形基础抗拔承载力特性试验研究

为了了解吸力式桶形基础在饱和粉细砂中的抗拔承载力特性,对不同桶高、不同加载速率下的桶形基础进行了室内小模型抗拔承载力试验。结果表明,桶高和加载速率对桶形基础抗拔承载力有着显著的影响。根据试验结果分析了桶形基础抗拔承载力的作用机理。     

从吸力锚到筒型基础平台——关于近海吸力式基础的工程经验和技术思考

扼要介绍自1994年以来在渤海及南海海域从事吸力锚及筒型基础平台的设计、研究、现场实验与监测以及制造与安装等系列工作的经验,并从一个致力于近海工程开发事业的专业企业发展的角度回顾总结这些经验,提出以适应我国近海工程发展要求为出发点进一步提高技术水平和管理水平的思考.     

海上浮式风机码头系泊方案及系统动力响应

研究浮式风机整机码头系泊方案及环境载荷作用下的动力响应。考虑钢缆-尼龙缆复合缆、非线性护舷,设计高位系泊和低位系泊两种浮式风机的码头系泊方案。考虑风浪流环境载荷,计算浮式风机整机码头系泊的动力响应,分析系泊方式、浪向、谱峰周期等参数对浮式风机运动、机舱加速度、缆绳张力等的影响。结果表明：针对给定的环境参数,浮式风机各自由度运动极值都不大,在90°浪向下浮式风机的运动最明显;高位系泊比低位系泊更安全,在施工允许的情况下,采用较高的系泊位置是有利的。所作研究为浮式风机系统码头系泊方案提供参考。     

随机荷载组合作用下海上导管架基础结构的动力响应分析

在导管架动力学分析中,开展了不同随机荷载组合作用下的导管架动力响应特性研究。基于AR线性滤波法和随机波浪理论及P-M谱对于风速和水质点速度、加速度进行模拟,从而计算得到塔筒所受风荷载与结构所受波流荷载,基于线性叠加法和Turkstra法对随机荷载进行组合,进行不同组合作用下的导管架基础结构的动力响应分析,对塔筒顶部位移及导管架基础顶部位移、加速度进行对比。研究结果表明,海上导管架基础结构在随机风与最大波流荷载的组合作用下,塔筒顶部和导管架基础顶部的动力响应最大,塔筒所受风荷载取值对于结构的动力响应影响较小,可进行简化处理,波流荷载对于结构的影响很大。     

从吸力锚到筒型基础平台——关于近海吸力式基础的工程经验和技术思考

扼要介绍自1994年以来在渤海及南海海域从事吸力锚及筒型基础平台的设计、研究、现场实验与监测以及制造与安装等系列工作的经验,并从一个致力于近海工程开发事业的专业企业发展的角度回顾总结这些经验,提出以适应我国近海工程发展要求为出发点进一步提高技术水平和管理水平的思考。     

海上表层套管固井装置的动力响应研究及其应用

应用结构动力学分析方法,结合目前海上表层固井作业的现状和特点,对表层固井环板装置的动力响应进行了研究。根据表层固井环板装置的结构特点和约束条件,建立了合理的力学模型,应用杜哈默积分求解拉格朗日运动方程的方法,对固井碰压状态下承受冲击载荷及其动力响应问题进行了分析。在考虑动力响应条件下,通过计算和对比,求解出环板装置在有固井碰压冲击载荷时的附加力及冲击作用力,通过计算表层固井环板装置受冲击力时的应力变化,得到了对注水泥过程中应力变化的认识。结合海上表层固井作业的实际情况,进行了现场作业条件下的动力响应设计,得到了在安全许用应力及安全余量条件下应该采用的设计参数。本文研究方法,为表层固井环板装置的安全设计提供了一套实用方法,也为现场施工作业提供了更具操作性的依据。     

海上风力机耦合储能双浮动结构动力响应特性

针对目前海洋工程中弱连接双浮体系统约束较少导致的结构运动响应过大的问题,基于“一机一储”式结构概念,提出一种具有多约束的海上漂浮式风力机耦合氢储能双浮动结构。采用Ansys软件对一般海况下多约束双浮动结构的动力响应特性进行仿真分析,结果表明：耦合氢储能装置的风储双浮动结构在纵荡、纵摇和垂荡等3个主自由度方向运动响应较小;氢储能单元垂荡最大运动幅值仅为储能单元高度的7.21%。在一般海况下具有多约束的风力机耦合氢储能双浮动结构具有优良的运动性能。     

吸力桩海上吊装作业结构有限元分析

本文对大型结构物吸力桩海上安装作业步骤进行了概述,并对吸力桩吊装工况下进行了结构建模和有限元分析,以确保吸力桩强度满足使用要求,为海上施工提供了安全保障,也为今后类似项目提供了一定的技术指导和经验。     

有限元法求解悬臂搅拌轴动力响应第一部分：动力响应的仿真计算

文章阐述了搅拌轴和搅拌桨的有限元梁盘模型的建立,在对搅拌轴所受载荷进行适当的简化后,计算了搅拌轴在空载和搅拌工况下的动力响应,并与经验公式的计算结果进行了比较分析,验证了动力学有限元法计算搅拌轴动力响应的正确性与有效性。     

有限元法求解悬臂搅拌轴动力响应 第二部分：各种参数对动力响应的影响

在有限元法求解悬臂搅拌轴动力响应的基础上,分析了搅拌轴结构参数对轴动力响应的影响,研究了搅拌轴转速与其动力响应的关系,掌握了受载的搅拌轴存在的适于其工作的转速区。     

浮式风机支撑结构在气动载荷和波浪载荷联合作用下的运动响应研究

海上漂浮式风机支撑结构具有良好的稳定性,是支撑风机正常工作的重要因素之一,而风机正常工作时叶轮旋转产生巨大气动载荷会对浮式支撑结构产生影响。目前,对风机浮式支撑结构动态响应的研究主要集中在极端海况下浮式风机支撑结构的运动响应,而考虑气动载荷影响的研究则较少。采用流体动力学理论和空气动力学理论并结合有限元方法对某三浮体式风机支撑结构在风、浪、流戴荷联合作用下的运动响应进行分析,其中风载荷将分为考虑气动载荷、不考虑气动载荷、将气动戢荷简化为固定载荷三种情况。研究结果表明:风机正常工作时支撑结构的运动响应主要受气动载荷影响;支撑结构的运动响应主要表现在纵荡,垂荡和纵摇方向;考虑气动载荷时,支撑结构在纵荡和垂荡方向上的运动响应均小于将气动戢荷简化为固定载荷的情况。因此,考虑气动戢荷对支撑结构的影响在工程实践中具有较大意义,为海上风机支撑结构的稳定性研究提供了理论依据。     

腐蚀损伤下海洋平台动力响应研究

基于线性莫里森方程和随机波浪理论,建立了随机波浪载荷计算方法,以此分析极端海况下极值波浪力的统计特性。以墨西哥湾某海域一导管架海洋平台为算例,建立有限元腐蚀模型,分别计算平台在极值随机波浪载荷作用下的动力响应。将无腐蚀和腐蚀两种状态下的动力响应对比分析,计算结果显示,腐蚀损伤对动力响应的影响较明显,相同载荷作用下动力响应随腐蚀厚度呈线性变化。     

正压冲固基础海洋平台冰激振动动力响应

正压冲固基础海洋平台是一种新型平台桩基结构形式。采用三维有限元的数值分析方法,建立了正压冲固平台的三维有限元模型。基于冰激强迫振动理论提出动冰载荷的计算方法,根据海冰破碎长度和冰速确定冰载周期,冰强度限制的水平冰力作为冰力峰值,得到的动冰载荷用于正压冲固平台的动力响应分析,并依照规范计算了6倍桩径处刚性固定时的动力响应。三维有限元方法计算得到的动力响应大于6倍桩径刚性固定时的计算结果,结构安全性评估偏于安全。     

吸力式沉箱基础抗拔破坏标准研究与分析

吸力式沉箱基础是一种用于海上浮式结构的新型基础型式,因其具有运输与施工方便、节省工期、可重复使用及造价低等优点,所以在海洋工程中得到了较为广泛的应用,其承载性状也是目前的研究热点之一。关于吸力式沉箱基础,至今尚未有一个得到广泛认可的抗拔破坏标准,也没有专门针对其破坏标准的研究报道,因此探讨吸力式沉箱基础的抗拔破坏标准对其承载性状研究有重大意义。结合荷载作用点位置和荷载作用方向两个因素对目前国内外已有的吸力式沉箱基础抗拔破坏标准进行了综述分析,并指出了现有吸力式沉箱基础抗拔破坏标准存在的问题和研究发展的方向。     

非线性结构动力响应的灵敏度分析

从非线性问题的动力微分方程出发，导出了位移响应灵敏度应满足的微分方程，提出了相应的求解方法；并针对求解的难点（结点内力矢量的灵敏度计算），给出了差分法和解析法两种计算方法；通过算例验证了求解方法的正确性。     

3种典型半潜式浮式风机基础水动力性能比较

以现阶段3种典型半潜式浮式风机基础(OC4、Windfloat、Ideol)为研究对象,根据3种浮式风机基础的主要特征,采用AQWA软件建立水动力模型.基于三维势流理论,比较这3种浮式风机基础的水动力性能,在南海不同风、浪、流联合作用下的时域运动响应以及在不同水深下的适应性.得出结论:3种基础的纵荡性能相近;OC4基础...