二维矩形月池内流体自振特性研究

研究二维矩形月池流体的自振特性。基于线性势流理论,采用Galerkin展开,将问题转化为月池自振频率特征值问题,求解自振频率及速度势函数的系数矩阵,获得二维矩形月池固有频率及振型的半解析解,分析月池几何参数对月池流体自振特性影响。研究表明,由于内部与外流连通,月池流体呈垂向活塞(piston)振动及晃荡(sloshing)运动两种形式。垂向活塞振动模态频率变化主要受液面高度影响,且随液面高度增加而减小;晃荡模态频率主要受月池宽度影响,随月池宽度增加而减小。活塞振动模态振型在液面较浅时出现波峰,随液面高度增加而消失。利用CFD方法计算月池运动,结果与半解析解中振型曲线拟合良好。     

深水顺应式铰接塔平台的非线性运动特性分析

研究了静水中顺应式铰接塔平台的运动特性。将平台简化为顶部有集中质量绕海底铰接点作平面运动的单自由度体系，考虑铰接点的库伦摩擦、塔柱的结构阻尼及海流对平台的作用，采用拉格朗日方程建立了铰接塔平台的强非线性运动方程。采用Taylor级数展开微分方程，对平台的运动响应进行了数值模拟。计算表明铰接塔平台的固有周期接近低频波浪周期，可能发生大幅慢漂运动；同时揭示了平台平衡位置与海流流速之间的关系，以及库仑摩擦对静平衡位置的影响。     

海底管道敷设过程的海底拖管强度分析

针对滩海水域海底管道铺设运输,探讨了管道的运输方式和计算方法.考虑到拖管自身的负浮力、海底的摩擦阻力、拖船的牵引力等载荷作用,提出了抬高拖管头、缩短拖带缆进行拖管施工的方式.基于新的海底拖管施工方式,建立了拖管头抬起时管道强度的计算模型以及在海底拖管过程中管道的变形状态与强度计算方法,并开发了相应计算机程序.计算结果表...     

海洋钻机井架振动检测及评估——以ZJ50/3150DB钻机为例

渤海某海洋平台配置的ZJ50/3150DB海洋钻机在钻井作业时井架振动幅度较大,为了评估井架在钻井作业时的安全性,对井架进行了振动检测,并建立了井架结构有限元模型,结合现场检测数据和模型计算结果分析井架振动对井架结构安全的影响。分别进行了井架固有频率检测、钻进作业工况井架幅频响应检测、井架振动幅值检测和井架振动加速度检测;依据井架图纸及现场井架实际情况,采用ANSYS软件建立了井架结构有限元模型。使用该模型计算出的井架第1阶固有频率为0.555 8 Hz,与现场检测结果较吻合,验证了模型的正确性。分析现场检测数据和模型计算结果发现:顶驱转速为36 r/min时,井架易发生共振;井架C型开口抗扭强度低;井架底座2个前撑杆为关键构件,其结构安全性影响整个井架安全;各种工况下的井架振动和顶驱通过二层台时引起的井架冲击振动均符合安全要求。     

基于自激冰力的导管架平台冰激振动计算

考虑海冰的自激性质 ,根据冰力的抗压强度与加载速率之间的关系曲线以及结构振动与冰流速之间的相对运动关系 ,确定海冰的自激冰力 ,计算高 4 0m导管架平台的冰激振动响应 ;提供平台自激振动的一种分析方法 ,可用于导管架平台的冰激振动预报     

静水中铰接塔平台的地震响应分析

研究静水中铰接塔平台在简谐地震作用下的动力响应特性。将铰接塔平台简化为质量集中在节点的杆模型,建立了铰接塔平台的非线性运动微分方程,计算了高400m的铰接塔平台的自振特性,以及不同水深情况下地震引起的平台的动力响应,讨论了不同水深及底铰摩擦系数对铰接塔平台地震响应的影响。     

滩海水域铺管海底牵引管道受力分析及拖带方式研究

针对外管为D325mm×6mm、内管为D273mm×8mm的复壁管,考虑海底牵引管道过程的不同阶段,建立了海底牵引管道不同阶段的分析模型,分析了不同施工阶段管道的载荷形式、载荷分布以及管道的应力、变形等。考虑流速分别为0.4m/s、0.6m/s、0.8m/s、1.0m/s、1.2m/s,水流角度分别为30°、45°、60°、90°以及300m和400m的管道长度,采用有限元方法计算了管道的应力和变形,提出了可行的海底管道拖带方式。     

自升式钻井平台就位过程桩腿触底分析

研究自升式钻井平台在就位状态桩腿下放过程中的动力响应特性,针对桩腿下放平台漂浮状态,研究波浪载荷作用引起的平台动力响应。以某自升式平台为例,采用三维势流理论和Morison公式,运用SESAM软件,建立了精细的几何模型、面元模型以及Morison模型,在频域内计算了结构的波浪载荷和运动响应的传递函数,并对平台运动响应进行了短期统计预报,确定了平台可能发生触底的桩腿下放高度及海洋环境参数。     

导管架平台振动响应简化计算方法

针对导管架平台的初始设计阶段,提出了振动响应的简化计算方法。考虑主导管结构和支撑结构,将平台处理为底部固定的自由分布柔性体系,假定平台的质量和刚度沿高度线性分布,考虑导管架的一阶模态振动,采用模态分析方法,建立了导管架的广义振动方程,确定其等效质量、等效刚度和等效阻尼。在此基础上计算34m高导管架平台在波浪、海流及地震作用下的动力响应,并对该方法的适用性进行了讨论。     

海洋工程结构振动控制的若干问题

综述海洋工程结构振动控制的基本技术和方法.针对海洋工程结构物的受力特点和振动中存在的主要问题,介绍国内外在海洋工程结构振动控制研究中取得的主要成就,并提出在海洋工程结构振动控制领域应该着手研究的主要问题.