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。     

刺激响应性水凝胶的研究

刺激响应性水凝胶在药物缓释、物质分离提纯等领域应用广泛 ,能响应温度、pH、光、电场和磁场等外界环境因素变化 ,介绍了智能凝胶的结构特点和近期研究进展 ,并展望了智能凝胶的应用前景     

弹性波正演技术在地震采集中的应用

受地震采集装备和技术条件的限制，江苏油田以往的地震资料不能满足现阶段勘探的需要。为了进一步落实构造，需要进行地震资料重新采集。在观测系统设计中，传统的射线追踪正演法已不能适应江苏复杂地下构造地区，因此使用弹性波波动方程正演技术，对不同采集参数的观测方法进行正演模拟，运用照明度分析以及单炮模拟记录，对优选采集参数和合理选择观测系统进行探讨。     

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。     

浮式风机平台在规则波和定常风作用下的动力响应分析

使用SESAM软件建立OC3-Hywind 5MW Spar型浮式风机模型,计算了时域内有系泊平台在规则波和均匀定常风作用下的动力响应。通过对时域结果进行谱分析,发现在风和波浪的作用下,系泊平台的运动可分为与锚链和平台固有频率有关的低频部分和与波浪频率有关的高频部分;通过对时域结果进行最大值分析,发现系泊平台的运动是由作用于风机的风力和波浪共同决定的,运动的幅值随着风力和波浪周期的增大而增大。研究成果可为浮式风机的优化设计提供一定的指导,并可为将来的相关试验研究提供参考。     

局部冲击压力下多层包扎容器弹性动力响应分析

为了研究带间隙的多层包扎容器在化学爆炸载荷下的影响,在ABAQUS有限元程序中建立了多层包扎容器模型,计算了承受局部冲击压力时的层板动力响应规律。结果表明,局部冲击载荷作用区域环向应力峰值最大,远离载荷作用的区域应力逐渐减小。     

温度响应的黏弹性表面活性剂研究

基于相反电性表面活性剂之间的协同作用,采用烷基磺酸盐CnSO3Na(n=8,12,14,16)与两性离子型表面活性剂十八烷基羧基甜菜碱(BS-18)合成黏弹性表面活性剂,考察了碳链长度对BS-18表观黏度的影响及温度对合成的黏弹性表面活性剂表观黏度的影响,并研究了BS-18/C12SO3Na体系溶液的稳态流变性能.实验...     

饱水石灰岩骨架和流体弹性参数的估算

本文利用Niu等提出的基于临界孔隙度模型的组分弹性参数数值计算方法,把测试岩石样品的孔隙度、整体密度、纵波速度和横波速度作为数值计算的输入数据,运用双线性数值计算方法反演求出临界点、流体和骨架的12个弹性参数。具体做法是:基于临界孔隙度模型,给出三组线性关系,即密度—孔隙度,整体剪切模量—孔隙度,整体纵波模量—孔隙度,上述每组线性关系分别以孔隙度作为自变量和因变量得到两个线性方程,再把两个方程计算的结果进行加权平均得到相关的弹性参数估算值,并结合饱水石灰岩样品数据实现了弹性参数估算。数值计算结果表明,由数值计算得到的弹性参数与测试弹性参数的均值和方差相差甚微,特别是密度数据的偏差均值更小,说明文中的数值计算结果是可靠的。     

考虑弹性效应的聚合物驱压力响应

建立了聚合物驱油藏考虑弹性效应的注聚井井底压力响应数学模型,通过有限差分算法对数学模型进行了数值求解。研究表明,考虑弹性效应时典型曲线过渡段上翘幅度大于不考虑弹性效应时的典型曲线,并且随着松弛时间和注入量的增大,过渡段上翘幅度逐渐增大,随着非牛顿指数减小,典型曲线整体上翘幅增大。     

基于免疫遗传算法的弹性参数变化率多阶段叠前反演

 本文在张海燕等人（2008）提出的自适应免疫遗传算法的研究基础上,借鉴在多角度遥感中二向性反射物理模型的反演方法,研究了基于免疫遗传算法的弹性参数变化率多阶段叠前反演方法,即首先用部分观测数据反演最敏感的模型参数,以求观测数据中有限信息量的有效应用;在这一部分参数的不确定性降低之后, 再用观测数据的另一子集反演另一部分参数。因此多阶段反演不是用所有的观测数据同时反演所有的未知参数,而是利用不同的观测数据子集进行分阶段反演的过程,在其间逐步减小敏感性较高参数的不确定性。文中针对三层含油气砂岩模型进行了不分阶段反演和多阶段反演的对比试验及实际资料试算,结果表明,近道PP波反射率对Δρ/ρ和ΔVP/VP较为敏感,远道PP波反射率对ΔVS/VS更为敏感。     

浮式风电装备动态响应敏感性参数分析

为研究各参数对浮式风电装备动态响应的影响程度,寻找响应变化规律和设计优化方向,根据海装6.2 MW浮式风电装备参数进行一体化仿真。结合规范要求、设计经验和环境条件特点,针对不同环境条件的重现期、风谱类型、波浪谱类型、极端阵风周期进行参数敏感性分析,得到浮式风电装备不同部分动态响应结果。结果表明：不同环境条件的重现期和组合方式对运动响应和锚链张力影响十分明显,对机组载荷的影响则与机组所处状态相关;风谱类型主要影响机组载荷,对平台运动和锚链张力影响不大,考虑空间相干性的湍流风谱结果最危险;波浪谱类型对运动幅值和锚链张力极值影响较大,在发电工况下对机组载荷的影响较小,但在空转工况下对机组载荷的影响较大;阵风周期对运动响应、塔筒载荷、机舱加速度影响相对明显,但对轮毂载荷、锚链张力影响不大。     

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。     

漂浮压载状态下自升式平台的运动响应分析

针对传统一阶理论在自升式平台漂浮压载工况下水动力计算精度不足的问题,以某自升式海上石油钻井平台为研究对象,建立平台水动力分析模型,在浅吃水状态下考虑波浪对平台的二阶作用,运用高阶边界元方法对平台的一阶和二阶水动力问题进行求解。通过数值模拟,给出多种波浪频率入射条件下平台的波浪力和运动响应数值计算结果。结果表明：在漂浮压载状态下,二阶波浪力在水平方向上对波浪力幅值影响较大;从运动响应角度看,无论是水平方向还是竖直方向,二阶波浪作用都不可忽视。     

6 MW新型浅水浮式风力机概念设计和运动响应分析

为使浮式风力机向浅海水域拓展,结合Spar与Semi平台的特点,提出适用于南海浅水水域的新概念浮式风力机平台。运用NREL_FAST软件建立浮式风力机系统气动-水动-锚链-弹性-伺服耦合的非线性动力学分析模型,采用叶素-动量理论计算气动载荷,采用势流理论和莫里森黏性阻尼修正方法计算水动力载荷,采用三维有限元法计算锚链系统载荷,在风、浪、流环境载荷作用下研究不同风浪夹角下新概念浮式风力机运动响应性能。结果表明：6 MW新概念浮式风力机在南海50 m水深水域中支撑6 MW风力机运动响应良好;浪向角改变对纵荡运动影响较大,对纵摇、艏摇和垂荡运动运动有一定影响。新概念浮式风力机在南海50 m设计海域运动性能良好。     

非线性静水恢复力影响下的海上漂浮式Spar型风机水动力特性

研究非线性静水恢复力对海上漂浮式Spar型风机的水动力特性的影响。通过解析法推导非线性静水恢复刚度系数,并使用AQWA中的非线性模型验证当前推导的解析解的准确性。考虑非线性静水恢复刚度系数,采用编程程序对Spar型浮式风机进行时域分析,将结果与线性静水恢复力作用下的运动响应进行对比,并分析Spar型浮式风机的水动力特性以及静水非线性带来的影响。结果表明：流体静力非线性对浮式风机垂荡响应有显著影响,且这种影响随浮式风机旋转运动增大而增大;在极限海况下,由静水非线性引起的垂荡、横摇和纵摇响应差异为16%~40%,显示非线性静水力在运动响应中应予以重视。     

漂浮式海上风电机组全生命周期成本分析

针对国内漂浮式风电全生命周期成本研究尚不足的问题,提出一种评估漂浮式海上风电机组全生命周期成本细分的方法。该方法将漂浮式海上风电机组全生命周期划分为前期调研、设计、制造、安装、运行维护和拆解等6个阶段,涉及每个阶段的阶段成本,并将各阶段成本细分为不同的子成本,得到全生命周期多层次成本构成,并据此分析获得影响全生命周期总成本的关键变量。以某半潜式浮式风机为例,分析其全生命周期每个阶段的成本构成,从而获得最重要的成本,并将其最小化以提高浮式风机经济效应。研究结果表明,控制制造成本和安装成本是提高浮式风机经济性的关键。     

基于离散模块梁单元理论的超大型浮体在非稳态载荷下的水弹性响应

使用离散模块梁单元(Discrete-Module-Beam, DMB)理论计算超大型浮体在非稳态载荷下的水弹性,包括位移响应和结构力响应。使用三维势流理论进行水动力分析,并基于Cummins方程将DMB方法扩展至时域;使用子梁法进行位移响应还原。在求解结构力响应时,结构被视作无支持、两端自由的无质量梁,将其所受外载荷按沿结构纵向分布是否已知划分为2类。对于已知分布的外载荷,直接对其进行积分即可获得结构力分布;对于未知分布的外载荷,使用改进后的三次曲线插值法求解结构力分布。计算定点货物移动和飞机降落工况下的水弹性响应。采用DMB方法可准确计算结构位移响应,也可给出非稳态加载过程中初始阶段的弯矩分布,并体现由集中力作用引起的弯矩突变。     

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。