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基于LH矩法的半潜式平台气隙响应极值分析

上海交通大学学报 2017年第2期51卷 209-213页

作者：刘双肖龙飞寇雨丰上海交通大学海洋工程国家重点实验室上海200240 上海交通大学高新船舶与深海开发装备协同创新中心上海200240

以设计水深为1.5km的半潜式平台为研究对象,假设相对波浪升高峰值服从双参数Weibull分布,引入LH矩法,通过模型试验数据对分布中的未知参数进行估计,得到相应的超越概率分布曲线.分析结果表明:随着LH矩阶数的增加,双参数Weibull分布可以... 详细信息

以设计水深为1.5km的半潜式平台为研究对象,假设相对波浪升高峰值服从双参数Weibull分布,引入LH矩法,通过模型试验数据对分布中的未知参数进行估计,得到相应的超越概率分布曲线.分析结果表明:随着LH矩阶数的增加,双参数Weibull分布可以很好地拟合非线性较弱的一年一遇海况下相对波浪升高较大部分峰值,对于百年一遇海况下非线性较强的相对波浪升高较大部分峰值,拟合程度也显著改善.

关键词：半潜式平台气隙双参数Weibull分布 LH矩超越概率分布

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基于长短期记忆网络的半潜平台波浪爬升预报

上海交通大学学报 2023年第2期57卷 161-167页

作者：李琰肖龙飞魏汉迪寇雨丰上海交通大学海洋工程国家重点实验室上海200240 上海交通大学海洋装备研究院上海200240 上海交通大学三亚崖州湾深海科技研究院海南三亚572024

波浪爬升问题与半潜式平台安全密切相关,波浪爬升的实时在线预报有助于保障海上作业安全.基于长短期记忆(LSTM)神经网络模型,以波浪和平台运动时间序列为输入,建立半潜式平台波浪爬升高度的极短期在线预报方法.通过平台模型试验获得训... 详细信息

波浪爬升问题与半潜式平台安全密切相关,波浪爬升的实时在线预报有助于保障海上作业安全.基于长短期记忆(LSTM)神经网络模型,以波浪和平台运动时间序列为输入,建立半潜式平台波浪爬升高度的极短期在线预报方法.通过平台模型试验获得训练与测试数据,对LSTM模型性能进行检验.结果显示,在提前预报量为6 s和12 s时,波浪爬升高度的平均预报精度分别为92.90%和84.09%,最大值相对误差不高于19.69%和30.66%;同时,模型在提前预报量低于6 s时能够对较大的波浪爬升极值实现准确且稳定的预报,可为海上平台运营过程中波浪砰击和越浪等风险预警提供有效技术支持.

关键词：长短期记忆网络波浪爬升在线预报半潜式平台

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深海超大型浮式海上基地概念及总体性能研究

深海超大型浮式海上基地概念及总体性能研究

作者：寇雨丰上海交通大学

学位级别：硕士

南海深水海域蕴藏着丰富的油气资源，是未来我国海洋油气开发的主要区域。但南海海域广阔，远离大陆，气候恶劣，这使得南海油气开发的后勤补给和安全得不到保障。在回顾超大型浮式结构物（VLFS）概念与研究历程的基础上，针对南海深水... 详细信息

南海深水海域蕴藏着丰富的油气资源，是未来我国海洋油气开发的主要区域。但南海海域广阔，远离大陆，气候恶劣，这使得南海油气开发的后勤补给和安全得不到保障。在回顾超大型浮式结构物（VLFS）概念与研究历程的基础上，针对南海深水油气开发的需求，深海超大型浮式海上基地（VLFOB）应该由具有储备物资、庇护船舶、安置人员等功能的多个模块连接在一起组成的能适应恶劣海况的定点式超大型浮式结构物。通过对两种设计方案的比较，最终选取了方案二提出的具有国际首创性的人工港湾型式：VLFOB由8个弧形SPAR单体连接组成的外径达400m的环形结构，每个单体主要由上、下箱体，4个立柱和消浪室组成;采用48根链-缆-链系泊缆组成的张紧式系泊系统将该VLFOB定位于2000m深海域的海底;该VLFOB将具有物资储存和中转的功能，在恶劣海况下是工作人员和工程船的避风港。为了研究该新型海洋结构物的总体性能，本文主要还完成了以下几个方面的工作：1.根据对VLFOB进行混合模型试验研究的需要，本文提出一种多属性截断系泊系统的设计方法。考虑800m的试验模拟实际水深，设计了由两种不同属性系泊缆组成的水深截断系泊系统。2.提出不同开孔率组合的开孔型消浪墙方案，开展消浪墙性能系列模型试验，综合考虑消浪墙的消波性能及其对VLFOB运动响应、系泊载荷、固定连接载荷的影响等因素，选取适合的消浪墙组合型式，并研究了消浪墙的阻尼性能等。3.通过数值模拟和模型试验相结合方法对VLFOB的频域特性进行了预报，研究了水深对VLFOB的附加质量、阻尼系数、波浪力及运动RAO的影响。4.编制模型试验方案，开发VLFOB模型制作、模拟和组装技术，考虑一年一遇、百年一遇、千年一遇等海洋环境，通过深水池截断水深模型试验，对VLFOB的运动性能、系泊载荷、固定连接载荷、进船通道宽度变化、进船通道连接力、工程船靠泊的动力性能等总体性能进行了系统的研究分析。5.对VLFOB的运动性能进行了时域数值模拟，并与模型试验结果进行了对比分析。VLFOB方案属于国际首创，世界上没有设计和应用的先例，因此无论概念设计、总体性能、水池试验、数值预报，各方面都存在许多前所未遇的问题需要研究和突破。总体而言，VLFOB是能适应南海的恶劣环境的，但新兴事物难免有些不足之处，本文也在一些关键技术上提出了进一步研究和完善的建议。

关键词：超大型浮式结构物超大型浮式海上基地截断系泊系统消浪墙总体性能模型试验

半潜式平台波浪爬升在线预报神经网络模型对比研究

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中国造船 2023年第4期64卷 28-40页

作者：李琰肖龙飞魏汉迪寇雨丰李旭上海交通大学海洋工程国家重点实验室上海200240 上海交通大学三亚崖州湾深海科技研究院三亚572024 上海交通大学海洋装备研究院上海200240

将波浪运动和半潜式海洋平台运动时间序列一起作为输入,基于时序卷积神经网络(TCN)和长短期记忆(LSTM)神经网络分别建立平台波浪爬升在线预报模型。利用半潜式平台模型试验数据对这两个深度神经网络模型进行训练和测试,并对它们的预报... 详细信息

将波浪运动和半潜式海洋平台运动时间序列一起作为输入,基于时序卷积神经网络(TCN)和长短期记忆(LSTM)神经网络分别建立平台波浪爬升在线预报模型。利用半潜式平台模型试验数据对这两个深度神经网络模型进行训练和测试,并对它们的预报性能进行比较分析。研究结果表明,TCN模型在参数量远小于LSTM模型的情况下可获得与其接近的预报效果,二者在提前预报量为6s和12 s时波浪爬升高度总体预报精度均高于92%和80%;TCN模型受海况和提前预报时长的影响较小,预报的稳定性较好,并且对波浪爬升极值具有较好的预报精度。

关键词：时序卷积神经网络长短期记忆神经网络波浪爬升在线预报半潜式平台

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暗礁波浪演化及大型坐礁船波浪载荷研究

船舶力学 2022年第9期26卷 1278-1289页

作者：黄铮寇雨丰肖龙飞陈世海李俊上海交通大学海洋工程国家重点实验室上海200240 上海交通大学三亚崖州湾深海科技研究院海南三亚572024 交通运输部上海打捞局上海200090

针对KeaTrader在杜兰德礁触底事故,本文提出简化物理模型,通过水池模型试验对波浪在礁盘上的演化、坐礁船总体波浪载荷进行研究,并基于合田波压修正公式计算得到坐礁船波浪载荷幅值。波浪从礁盘边缘斜坡往礁盘顶部传播过程中,波高增大,... 详细信息

针对KeaTrader在杜兰德礁触底事故,本文提出简化物理模型,通过水池模型试验对波浪在礁盘上的演化、坐礁船总体波浪载荷进行研究,并基于合田波压修正公式计算得到坐礁船波浪载荷幅值。波浪从礁盘边缘斜坡往礁盘顶部传播过程中,波高增大,波峰变陡,直至发生破碎,礁盘顶部两侧波浪破碎比中部更早,同时礁盘顶部逐渐形成圆弧形波浪。随着入射波陡增大,礁盘顶部波浪破碎更明显,礁盘中心区域波高降低更显著;同时,试验得到的横向和垂向波浪载荷均表现出先减小后增大的趋势,通过力平衡分析发现坐礁船可能发生滑动。最后以坐礁船波浪载荷试验结果为基准,通过与基于合田波压修正公式的计算结果比较,建立了一种快速估算坐礁船波浪载荷的方法。

关键词：暗礁坐礁船波浪演化波浪载荷模型试验

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大吨位沉船双船抬吊深水打捞试验研究

中国造船 2022年第6期63卷 245-254页

作者：朱子扬肖龙飞寇雨丰刘雨高定全上海交通大学海洋工程国家重点实验室上海200240 上海交通大学海洋装备研究院上海200240 交通运输部上海打捞局上海200090

基于“世越号”沉船双船抬吊整体打捞方案,对300m水深大吨位沉船整体打捞进行试验研究。选取打捞过程中“沉船刚离底”、“沉船离底150 m”和“沉船部分出水”3个典型状态,开展水池模型试验研究,获得了水面抬浮驳船及沉船运动、提升吊... 详细信息

基于“世越号”沉船双船抬吊整体打捞方案,对300m水深大吨位沉船整体打捞进行试验研究。选取打捞过程中“沉船刚离底”、“沉船离底150 m”和“沉船部分出水”3个典型状态,开展水池模型试验研究,获得了水面抬浮驳船及沉船运动、提升吊缆张力等关键动力响应,验证了方案的可行性。结果表明:沉船所处位置会显著影响抬浮驳船的横摇固有周期,当沉船由提升离底到部分出水,抬浮驳船横摇周期逐渐减小至与沉船一致;沉船在水下时,单侧受力的抬浮驳船即使在艏迎浪时也存在显著的横摇RAO峰值;沉船出水后,沉船与双抬浮驳船形成并靠布置的三浮体系统,艏迎浪时驳船的横摇RAO峰值显著减小,横浪时驳船横摇和垂荡运动存在显著的遮蔽效应;打捞过程中提升吊缆张力的极值在艏迎浪和斜浪时出现在船首或船尾,船中部位较小,而横浪时分布均匀且较小。

关键词：大吨位沉船双船抬吊深水打捞运动响应吊缆张力

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半潜式平台局部切割模拟及施工支撑方案改进

中国海上油气 2020年第1期32卷 171-178页

作者：武卓威刘俊寇雨丰徐胜文上海交通大学海洋工程国家重点实验室上海200240 上海交通大学高新船舶与深海开发装备协同中心上海200240

局部切割和构件替换是半潜式平台特检过程中的可能施工项目,但局部切割后平台原有的结构形式将发生显著改变,使应力重新分布,可能产生较为危险的高应力区域。本文采用有限元方法,按照特检切割方案对某半潜式平台立柱大肘板切割进行了模... 详细信息

局部切割和构件替换是半潜式平台特检过程中的可能施工项目,但局部切割后平台原有的结构形式将发生显著改变,使应力重新分布,可能产生较为危险的高应力区域。本文采用有限元方法,按照特检切割方案对某半潜式平台立柱大肘板切割进行了模拟,基于第1轮切割施工现场实测数据对分析模型及方法的正确性进行了验证,并对大肘板切除后平台的应力状态进行了考察,结果表明大肘板切除后平台剩余结构的特定位置将产生显著的应力集中,按照原方案设置的支撑构件无法有效降低这些区域的应力水平。根据数值计算结果和局部结构形式,提出了2种支撑改进方案,并验证了改进方案的优越性。本文研究结果对半潜式平台的局部切割施工方案的制定具有重要借鉴意义。

关键词：半潜式平台局部切割有限元法应力分布支撑方案改进

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FPSO外输系统维修策略研究

船舶工程 2016年第S2期38卷 244-248 251,251页

作者：高颂寇雨丰康济川上海交通大学海洋工程国家重点实验室上海200240 上海交通大学高新船舶与深海开发装备协同创新中心上海200240 哈尔滨工程大学船舶工程学院深海工程技术研究中心哈尔滨150001

浮式生产储油轮(FPSO)是当今海洋石油天然气开发的主要设备之一。外输系统作为FPSO重要的一个子系统,其传统维修策略过于依赖经验的缺陷,文章从可靠度出发,通过对失效模式和失效概率的分析从而确定较为合理的检修周期和大修周期。采取... 详细信息

浮式生产储油轮(FPSO)是当今海洋石油天然气开发的主要设备之一。外输系统作为FPSO重要的一个子系统,其传统维修策略过于依赖经验的缺陷,文章从可靠度出发,通过对失效模式和失效概率的分析从而确定较为合理的检修周期和大修周期。采取失效模式和效果分析(FMEA)方法确定主要失效模式及其关系,再利用动态故障树分析(DFTA)方法获得最小割集及相应故障时间,最后通过成组维修理论从全局最优化,经济性角度确定大修周期约为3.23年。经过与工程实际数据的对比,验证了该方法的可行性和适用性。

关键词：浮式生产储油轮可靠性分析动态故障树分析成组维修策略检修周期

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新型超大型浮式海上基地消浪室方案试验研究

船舶力学 2016年第7期20卷 833-840页

作者：寇雨丰肖龙飞刘建辉杨立军上海交通大学海洋工程国家重点实验室上海200240 高新船舶与深海开发装备协同创新中心上海200240 海洋石油工程股份有限公司设计公司天津300451

新型超大型浮式海上基地(VLFOB)设计采用了由两层直立开孔式消浪墙组成的消浪室结构。根据内、外消浪墙开孔率的不同,提出6组消浪室方案。通过模型试验研究,对比分析不同消浪室方案下的消波效率和VLFOB水动力性能,结果表明:一般地,消浪... 详细信息

新型超大型浮式海上基地(VLFOB)设计采用了由两层直立开孔式消浪墙组成的消浪室结构。根据内、外消浪墙开孔率的不同,提出6组消浪室方案。通过模型试验研究,对比分析不同消浪室方案下的消波效率和VLFOB水动力性能,结果表明:一般地,消浪室开孔率越小,消波效率越高,VLFOB的纵荡幅值和系泊力越大,单体间连接载荷相对较大;相同消浪室方案下,入射波能级提高使得消波效率降低;采用内外开孔率分别为0.16和0.24的消浪室方案,不仅消波效率较高,而且单体间的连接载荷也较小。

关键词：超大型浮式结构物海上基地消浪室模型试验