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中等水深10MW张力腿浮式风机基础设计及结构动力特性研究

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船舶力学 2023年第10期27卷 1517-1528页

作者：韩彦青巩庆涛徐胜男楚胜涛鲁东大学水利工程学院山东烟台264025 鲁东大学蔚山船舶与海洋学院山东烟台264025 天津大学水利工程仿真与安全国家重点实验室天津300350 山东省海上航天装备技术创新中心山东烟台264004

针对我国东南部海域中等水深(以60 m水深为例)及环境载荷特点,本文基于某10 MW海上风机,提出了一种小水线面、浅吃水、可自浮整体拖航运输安装的张力腿浮式风机基础结构。通过基础结构主要参数的优化设计及对其在工作海况和极端海况下... 详细信息

针对我国东南部海域中等水深(以60 m水深为例)及环境载荷特点,本文基于某10 MW海上风机,提出了一种小水线面、浅吃水、可自浮整体拖航运输安装的张力腿浮式风机基础结构。通过基础结构主要参数的优化设计及对其在工作海况和极端海况下的结构动力响应进行研究,验证其适宜性。研究结果表明,水深较浅会导致系泊系统较短,基础纵荡自振频率接近常见波浪频率范围,可能产生较大的共振响应,在不改变结构质量的情况下,可通过增大下部边立柱及浮筒的高度、减小其宽度以增大结构纵荡附加质量;当预张力较大时,纵荡自振频率较大,可能与一阶波浪载荷发生共振;应合理设置浮式风机基础质量,当基础质量较小时,可能引起较大的结构动力响应。

关键词：浮式风机张力腿自振频率中等水深动力响应

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流作用下悬浮隧道张力腿的涡激动力响应

西南交通大学学报 2004年第5期39卷 600-604页

作者：麦继婷罗忠贤关宝树西南交通大学土木工程学院四川成都610031

利用张力腿涡激振动方程,在考虑非线性流体阻尼和参数激励的条件下,应用伽辽金法和数值积分法,计算分析了参数激励频率对张力腿1阶涡激动力响应的影响,得出了位移响应、动弯矩、动剪力与参数激励频率的关系.计算结果表明,当参数激励频... 详细信息

利用张力腿涡激振动方程,在考虑非线性流体阻尼和参数激励的条件下,应用伽辽金法和数值积分法,计算分析了参数激励频率对张力腿1阶涡激动力响应的影响,得出了位移响应、动弯矩、动剪力与参数激励频率的关系.计算结果表明,当参数激励频率为张力腿1阶固有频率的2倍时,张力腿的位移响应与跨中点的动弯距均达到最大.

关键词：悬浮隧道张力腿涡激动力响应流

平台运动影响下张力腿涡激振动特性研究（英文）

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船舶力学 2015年第6期19卷 677-689页

作者：谷家扬杨建民江苏科技大学船舶与海洋工程学院江苏镇江212003 上海交通大学海洋工程国家重点实验室上海200240

张力腿涡激振动易引起系泊系统的疲劳损伤,危害张力腿平台的安全性和可靠性。该文借鉴细长立管涡激振动的相关研究,同时考虑张力腿与立管在截面尺度、预张力大小以及边界条件存在的巨大差距,采用切片理论结合CFD数值模拟方法,对平台运... 详细信息

张力腿涡激振动易引起系泊系统的疲劳损伤,危害张力腿平台的安全性和可靠性。该文借鉴细长立管涡激振动的相关研究,同时考虑张力腿与立管在截面尺度、预张力大小以及边界条件存在的巨大差距,采用切片理论结合CFD数值模拟方法,对平台运动影响下张力腿涡激振动开展了研究。考虑定常张力与时变张力对涡激振动的影响,采用GAMBIT软件分区建立了多切片计算网格,将编制求解涡激振动的UDF程序嵌入Fluent软件中,采用动网格技术实现流场的更新并计算作用于张力腿上的瞬时升力和拖曳力。文中还比较了仅考虑流和考虑浪、流联合作用张力腿的时变张力影响,研究了两种典型波高共计六种工况,计算结果表明:随着流速的增加,各模态权重比例将发生跳转现象;尽管由于平台运动导致张力腿受力的随机性,但平台运动对张力腿涡激振动影响较小。

关键词：张力腿涡激振动平台运动尾涡结构

张力腿式水下悬浮隧道地震响应模拟——以琼州海峡跨海隧道工程为例

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现代隧道技术 2022年第3期59卷 146-154页

作者：李昊程晓辉余翰良付丹清华大学土木水利学院北京100084 中国建筑东北设计研究院有限公司沈阳110006

悬浮隧道受水深、海底地形地貌和地质条件的影响小,同时其造价也比深埋隧道和沉管隧道的造价更低,但需要突破相关技术难题。以琼州海峡跨海隧道工程为例,考虑地震引起的水动力荷载、自重、浮力等的共同作用,进行悬浮隧道结构静载分析和... 详细信息

悬浮隧道受水深、海底地形地貌和地质条件的影响小,同时其造价也比深埋隧道和沉管隧道的造价更低,但需要突破相关技术难题。以琼州海峡跨海隧道工程为例,考虑地震引起的水动力荷载、自重、浮力等的共同作用,进行悬浮隧道结构静载分析和动力响应分析等研究,并结合Rayleigh阻尼方程和Morison方程对悬浮隧道附加阻尼的计算进行初步探讨。结果表明:静力分析时,最大截面弯曲正应力出现在两端与岩层嵌固处的底板;动力时程分析时,在地震波的影响下,X方向(轴向)的位移比Y、Z方向的位移都大;张力腿式悬浮隧道在地震作用影响下拉索最容易出现问题,因此为确保悬浮隧道结构的稳定性和安全性,系泊体系中拉索的动力性能需慎重考虑。

关键词：悬浮隧道张力腿地震荷载静力分析动力时程分析附加阻尼

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水下悬浮隧道张力腿的时滞减振控制研究

振动与冲击 2021年第15期40卷 48-53页

作者：童俊辉彭剑符翔孙洪鑫湖南科技大学土木工程学院湖南湘潭411201 湖南科技大学结构抗风与振动控制湖南省重点实验室湖南湘潭411201

基于Euler-Bernoulli梁理论和时滞反馈控制策略,建立了参数激励作用下水下悬浮隧道张力腿的非线性振动控制方程,利用Galerkin法和线性稳定性分析,得到时滞作用下控制系统稳定性边界条件。通过数值计算分析了不同控制参数对振动响应的影... 详细信息

基于Euler-Bernoulli梁理论和时滞反馈控制策略,建立了参数激励作用下水下悬浮隧道张力腿的非线性振动控制方程,利用Galerkin法和线性稳定性分析,得到时滞作用下控制系统稳定性边界条件。通过数值计算分析了不同控制参数对振动响应的影响。结果表明,合理的时滞值和增益值,能大幅降低水下悬浮隧道张力腿的振动响应,提升结构稳定性。

关键词：张力腿时滞非线性稳定性

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深水张力腿平台与系泊系统的耦合动力响应

振动与冲击 2009年第2期28卷 145-150页

作者：徐万海曾晓辉吴应湘刘家悦中国科学院力学研究所北京100190

把张力腿简化为非线性梁结构,运用Hamilton原理,推导出平面情况下平台本体与张力腿系泊系统的耦合运动方程及边界条件;分析了不同流场条件下,两种不同张力腿模型(非线性梁和无质量弹簧模型)对平台动力响应预测结果的影响;分析结果表明:... 详细信息

把张力腿简化为非线性梁结构,运用Hamilton原理,推导出平面情况下平台本体与张力腿系泊系统的耦合运动方程及边界条件;分析了不同流场条件下,两种不同张力腿模型(非线性梁和无质量弹簧模型)对平台动力响应预测结果的影响;分析结果表明:随着流场条件的不同,采用不同的张力腿简化模型得到的平台动力响应预测结果具有明显的不同。阐明了两种模型所得结果产生差异的原因。

关键词：张力腿平台张力腿非线性振动 Hamilton原理 Morison方程

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张力腿平台张力腿水平湿拖的疲劳分析

中国海上油气 2017年第4期29卷 152-158页

作者：苗春生高原宋春娜谢鹏陈晓东孙锟深圳海油工程水下技术有限公司

针对南海流花16-2油田张力腿平台,基于数值分析方法模拟张力腿湿拖的过程,分析了张力腿在不同海洋环境和拖航速度等参数下的疲劳损伤,给出了合适的湿拖作业天气窗口。研究结果表明,在张力腿湿拖过程中,其疲劳损伤对来浪方向、有义波高... 详细信息

针对南海流花16-2油田张力腿平台,基于数值分析方法模拟张力腿湿拖的过程,分析了张力腿在不同海洋环境和拖航速度等参数下的疲劳损伤,给出了合适的湿拖作业天气窗口。研究结果表明,在张力腿湿拖过程中,其疲劳损伤对来浪方向、有义波高及拖航速度较为敏感;湿拖作业应在拖航船舶与波浪方向夹角小于30°,波高不超过3 m且拖航速度不小于11.11 km/h的条件下开展。本文研究结果可为张力腿水平湿拖安装作业提供参考。

关键词：张力腿平台张力腿水平湿拖疲劳分析参数研究

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张力腿平台涡激运动模型试验与数值分析

海洋工程 2022年第6期40卷 125-132页

作者：呼文佳王世圣赵晶瑞中海油研究总院有限责任公司北京100028

为揭示张力腿平台涡激运动响应规律,采用数值模拟与模型试验相结合的方法研究了全水深系泊张力腿平台涡激运动响应。根据张力腿平台主尺度参数,按照几何相似制作了水池试验模型,在满足运动相似和动力相似的条件下开展了均匀流、剖面流... 详细信息

为揭示张力腿平台涡激运动响应规律,采用数值模拟与模型试验相结合的方法研究了全水深系泊张力腿平台涡激运动响应。根据张力腿平台主尺度参数,按照几何相似制作了水池试验模型,在满足运动相似和动力相似的条件下开展了均匀流、剖面流模型试验,并将模型试验结果与数值模拟结果进行了对比,验证了数值模拟与模型试验结果的一致性。分析结果表明在均匀流作用下张力腿平台涡激运动的锁定区间在5.5张力腿或立管模态影响明显。论文得到结论对于张力腿平台的工程设计有一定借鉴意义。

关键词：张力腿平台张力腿涡激运动模型试验数值模拟均匀流剖面流

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深水海洋平台张力腿涡激非线性振动响应研究

中国造船 1992年第3期33卷 80-92页

作者：董艳秋 Jack Y.K.Lou 天津大学 Texas A & M Universny

本文研究了深水张力腿平台的张力腿在不均匀流及波、流联合作用下由涡串激起的横向振动。在数学模型中既考虑由于平台的升沉运动而产生的中心激振,又计及流体平方阻尼力作用。文中采用多项Galerkin法和数值积分以及Runge-Kutta法进行数... 详细信息

本文研究了深水张力腿平台的张力腿在不均匀流及波、流联合作用下由涡串激起的横向振动。在数学模型中既考虑由于平台的升沉运动而产生的中心激振,又计及流体平方阻尼力作用。文中采用多项Galerkin法和数值积分以及Runge-Kutta法进行数值解。以Conoco′s Hutton张力腿平台为例,计算了结构的动力响应。讨论了多项位移表达对动位移、动弯矩和切力的影响,以及升力系数、阻力系数和中心激振参数对响应的影响等。

关键词：海洋平台张力腿非线性振动