导管架式海洋平台的MRFD半主动模糊控制理论研究

基于模糊理论控制采用磁流变阻尼器(MRFD)对海洋平台在规则波和随机波浪载荷、线性波和Stokes5节波作用下的振动控制效果进行研究。以平台的位移、速度响应为输入量,给出最优控制力的计算方法,并运用Morison方程实现了波浪力的数值仿真。以平台结构振动响应幅度为控制目标,设计MRFD系统,实现对海洋平台的最优控制。基于MATLAB调用ANSYS软件,开发平台振动控制界面,以典型导管架平台为例,进行多自由度数值仿真。仿真结果表明模糊控制下MRFD的半主动控制系统对海洋平台的动力响应有明显的控制效果。     

MR阻尼器在海洋平台半主动振动控制中的应用

针对磁流变（MR）阻尼器对海洋平台的半主动振动控制效果进行了研究，建立了海洋平台MR半主动控制结构的数学模型，提出了基于现代最优控制理论的半主动控制方法，并对磁流为阻尼器的性能及恢复力模型进行了介绍，对磁流为阻尼器的参数进行了设计，以某典型的固定式导管架平台为算例，数值分析了MR阻尼器对海洋平台振动控制的有效性，仿真结果表明，采用磁流变阻尼器对海洋平台进行半主动控制能够有效地减小平台的振动响应。     

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。     

基于ABAQUS/AQUA的深水导管架平台动力分析研究

运用ABAQUS/AQUA中的波流耦合算法模拟分析了较大水深海洋导管架平台在随机波浪作用下的应力变化及振动响应过程,包括海流载荷引起的拖拽力作用和附连水质量惯性力影响。通过大量数值模拟计算,得出了一些有规律性的曲线,为随机波作用下深水导管架动力响应分析提供借鉴。     

基于腽气QUS／AQUA的深水导管架平台动力分析研究

运用ABAQUS／AQUA中的波流耦合算法模拟分析了较大水深海洋导管架平台在随机波浪作用下的应力变化及振动响应过程，包括海流载荷引起的拖拽力作用和附连水质量惯性力影响。通过大量数值模拟计算，得出了一些有规律性的曲线，为随机波作用下深水导管架动力响应分析提供借鉴。     

三维海底悬空管道的随机振动分析

应用概率论及随机振动的理论和方法,分析了波浪力的随机模型,提出了竖直波浪力的相关函数,利用模态分析方法论述了三维悬空管道在随机波浪作用下的动力响应并给出了在随机波浪力下的动力响应谱。算例表明,振动响应的能量集中分布在波浪载荷的峰值频率处。结果可对进一步分析海洋石油管线的疲劳可靠性提供一定的理论参考价值。     

基于状态反馈的海洋平台TMD振动控制技术研究

研究了随机波浪栽荷作用下海洋平台的TMD振动控制,建立了TMD-海洋平台振动模型,从TMD能量分析的角度对TMD参数进行了优化设计;同时将状态反馈引入系统,依据结构响应的反馈信息确定控制力．运用极点配置法,选取适当的反馈增益K,从而进一步达到控制结构振动的目的。     

基于相似模型的导管架平台波浪载荷数值模拟

为确保海洋平台在海浪环境下的安全生产,研究波浪载荷的数值模拟方法及波流耦合作用下平台结构的静动力响应。以导管架平台相似模型为例,应用有限元法,根据5阶Stokes波浪理论,对平台在波浪载荷作用下的静动力响应进行了数值建模和仿真分析。结果表明:在波浪载荷作用下,平台结构产生类周期往复运动,周期与波浪周期基本一致;平台不同位置的响应值不同,从泥线至平台顶端,响应值逐渐增大;平台甲板结构变形明显,最大应力出现在桩腿底部位置。为实际工程应用和安全诊断提供参考。     

基于模糊神经网络的海洋平台逆控制研究

结合模糊神经网络和自适应逆控制的优点,提出了基于模糊神经网络自适应逆控制方法,并将其应用于导管架式海洋平台的振动主动控制中.数值算例分析表明此种控制方法可有效地控制波浪作用下引起导管架式平台的有害振动.     

基于面元法的半潜式平台在波浪中的运动响应与波浪漂移力计算

波浪载荷对半潜式平台的运动响应起决定性的作用，并直接影响平台的总强度。基于面元法对不同浪向角下的半潜式平台的波浪漂移力进行了数值计算，通过RAO曲线和RMS值分析了半潜式平台在波浪中的运动响应，考察面元法在计算半潜平台运动响应与波浪漂移力上的适用性。结果表明，面元法能够获得合理的数值预报结果；半潜平台的运动响应在不同波浪条件下有显著区别，纵荡和横荡响应在短波中较为剧烈，在长波中较为平缓，垂荡运动的峰值大于纵荡和横荡运动响应峰值；波浪漂移力/力矩在不同波浪条件下的差异也是显著的。该结论对半潜平台在波浪中的运动响应与波浪漂移力的研究有一定的参考价值。     

海上独桩平台波浪振动控制

采用调谐质量阻尼器(TMD)可以有效地控制独桩平台的波浪反应。TMD在简易平台的振动控制领域有着良好的应用前景。     

冰振下海洋平台上部天然气管线振动分析

渤海辽东湾的导管架平台在海冰作用下会产生比较剧烈的振动。冰激振动除了可引起导管架结构的疲劳破坏，还会引起平台上部管线的疲劳破坏与法兰的松动，因而有必要分析平台在冰振作用下的上部天然气管线振动问题。为此，基于现场监测，建立了管线系统振动力学模型，并采用有限元数值模拟的方法，考虑了管系的复杂支撑、管件、管系设备等因素对管系的影响，计算出冰振下JZ202平台上部主要天然气管系的模态、位移、转角响应及动应力幅值。结果表明，冰振对天然气管线的动态响应有重要的影响，在冰区海洋平台上部管道设计时必须加以考虑，并提出了提高管系抗振的措施。     

板结构多模态动力吸振设计方法

针对海洋平台动力吸振研究中存在的多模态耦合振动吸振效果差的问题,研究抑制平台板结构振动的动力吸振器的设计方法。以薄板为具体研究对象,建立薄板与动力吸振器的数学模型,分析动力吸振器质量比的选择问题,讨论在离散模态和密集模态两种情况下动力吸振器的最佳安装位置,给出动力吸振器阻尼比和频率比的优化设计公式。在上述研究基础上,总结平台板结构动力吸振方法。以一个舱室仿真模型为应用对象,对参与舱壁振动的5阶模态进行振动控制,减振效果最高为92.2%。对动力吸振器进行补正设计后,针对第一、第五阶模态的减振效果分别提升0.9个百分点和6.1个百分点。上述结果验证了平台板结构动力吸振方法的有效性,该方法对海洋平台的振动防护具有一定的指导意义。     

我国海洋石油平台典型自控系统的分析

在我国海洋石油平台上,由于工艺要求各异、工程实施时自控技术水平和设计思路不同,采用了多种不同的控制方案。经总结几种典型的控制方案,分析不同方案的优缺点,对用于海洋石油平台上的自控系统的发展方向阐述了观点,提出了建议。     

基于ANSYS的平台波流载荷下动力分析及疲劳分析

介绍了使用ANSYS有限元软件对平台结构进行静力分析、动力分析和疲劳分析的方法。应用ANSYS软件可以直接对波流载荷作用下的平台进行有限元分析，而且建模简单、计算精度高，可以方便地考虑载荷的随机性。根据ANSYS计算得到的应力，应用管节点的热点应力公式得到平台构件实际的疲劳应力，并使用S-N曲线法计算平台构件的疲劳损伤。对实际的平台进行数值计算，计算出的平台位移最大值和响应周期与现场实际测量值基本一致，这说明计算方法和数学模型是正确的。ANSYS有限元软件可以方便地计算平台结构在波浪、海流载荷下的动力响应和疲劳寿命，是进行平台设计和校核的有效工具。     

近海结构振动的智能控制技术

智能材料的开发推动了近海结构振动控制技术的进步.近海结构系统本身能够根据环境的变化调整自身的动力结构特性,并且适应环境而保持结构的功能,因此智能振动控制结构在近海工程领域具有重要的应用前景.文章介绍了近海结构智能振动控制的概念、控制原理和控制方法以及近几年来振动控制理论和控制技术的研究成果,总结了平台结构冰激振动的控制策略和技术,并提出了近海结构振动控制需要进一步研究的关键问题.     

随机波浪载荷作用下ETMD减振系统对导管架平台振动控制的仿真研究

以在役WZ12-1平台为原型建立导管架平台的有限元模型,将沿导管架桩腿分布的载荷转化为等效节点力进行加载,将桩基的作用用弹簧-阻尼单元模拟,忽略导管架附连水质量的影响进行有限元分析。通过构造ETMD减振系统,设置合适的系统参数,分析了随机波浪载荷作用下有、无ETMD减振系统时导管架平台的振动情况。结果表明,ETMD减振系统能够有效控制随机波浪载荷作用下导管架平台的振动。     

海洋平台往复式压缩机组振动控制设计

海洋平台往复式压缩机组由于安装在柔性的平台结构上,相对陆用机组往往更易发生大的振动,且振动发生后的机组维修整改成本大、后果影响严重。为了控制海洋平台往复式压缩机组的振动,以某海洋平台往复式压缩机组振动控制设计为例,通过进行气流脉动分析,减小了机组脉动不平衡激振力;通过进行机械振动分析,抑制了机组设备及管道的振动水平;以及通过进行机组底橇和平台支撑结构的振动分析,降低了机组及平台结构的振动水平等。分析结果满足标准要求,为今后海洋平台往复式压缩机组振动控制设计提供技术方法和参考依据。