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作者：孔祥英中国石油大学(华东)

学位级别：硕士

随着世界上浅海和陆地石油资源的日渐减少,向深水和超深水发展已称为必然趋势。我国南海深水勘探潜力巨大,而张力腿平台因其良好的性能,将成为南海深水油气开发的主要平台型式。本文以传统式张力腿平台为分析对象,以解决结构设计过程中... 详细信息

随着世界上浅海和陆地石油资源的日渐减少,向深水和超深水发展已称为必然趋势。我国南海深水勘探潜力巨大,而张力腿平台因其良好的性能,将成为南海深水油气开发的主要平台型式。本文以传统式张力腿平台为分析对象,以解决结构设计过程中可能遇到的问题为研究目标,在结构设计基础上做水动力分析和总体强度分析,主要包括以下研究内容。按照规范对平台进行结构设计,包括构件分类和材料选取、主尺度确定和构件详细设计,并建立了总体结构有限元模型。根据平台结构和尺度特性选择合适的波浪载荷计算理论和方法;分析基于筋腱预张力的水动力性能;探讨立柱直径、系泊预张力、张力腿布缆角和数量对运动响应敏感度,根据分析结果优化平台尺度。将不同的设计波方法创新性的应用到考虑筋腱系泊的张力腿平台上,求解其设计波浪参数;解决了在缺乏南海针对性资料情况下获取波陡数据的问题,并对一些方法进行优化;根据结果分析提出了一种适合我国南海特定海域的、深水张力腿平台波浪参数确定方法。选择2种基本操作工况和15个控制载荷,完成结构分析工况的组合;采用本文提出的波浪参数确定方法计算波浪荷载;在VonMises屈服强度准则基础上提出新的平台强度评估方法,并使用此方法对张力腿平台进行强度分析和校核;根据分析结果优化平台结构。总的来说,本文为船级社规范中不甚明了或省略的关键做法,如波浪载荷长短期预报及计算工况选取等,提供了明确合理的解决方法;给出了张力腿平台波浪参数确定方法的选择依据,以及改进建议;提出了从水动力性能和结构受力角度优化平台的设计思路;提出了同时考虑平台设计载荷和抗力不确定性的总体强度评估方法。因此,本文的研究可以为张力腿平台技术研究及实际工程设计建造提供参考,有重要的理论和实际应用价值。

关键词：张力腿平台水动力响应设计波方法总体强度分析

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新型浮式风机系统设计与运动特性研究

新型浮式风机系统设计与运动特性研究

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作者：杨宏坤江苏科技大学

学位级别：硕士

作为一种清洁、新的能源方式,风能已经成为一种新兴的可再生能源。相对于陆上风电,海洋风电具有无可替代的优点,例如:海洋风向变化的频率较低,海上风速一般比陆上高20%,海上风力发电机利用率高等。陆上产能到深海发电的产业演变已成为... 详细信息

作为一种清洁、新的能源方式,风能已经成为一种新兴的可再生能源。相对于陆上风电,海洋风电具有无可替代的优点,例如:海洋风向变化的频率较低,海上风速一般比陆上高20%,海上风力发电机利用率高等。陆上产能到深海发电的产业演变已成为一种潜在趋势,但要达到具有竞争力的能源成本,海上风电至少需要削减50%的成本。因此,在浮式风电研究进程中,需要创新或改进一些具有高效结构的支撑平台,在减少成本的同时达到使平台适用于大型风机工作的目的。本文根据X1 wind设计的Pivot Buoy新型浮式风机母体构型,结合海域环境特点,对新型浮式风机系泊系统及平台结构进行设计。针对设计海况下,依据三维势流理论并综合考虑风浪流等联合作用,对平台水动力性能进行分析,完成了不同环境参数对浮式风机运动响应及系泊系统的敏感性分析。利用直接计算法对浮式平台的总体结构强度进行强度分析及安全性评估。通过模型试验方法进一步研究了平台运动响应及系泊系统特性,讨论了不同预张力与不同风向对浮式风机运动响应及系泊系统的敏感性,并对数值仿真方法进行了验证。这项研究将对海上新型浮式平台的设计提供一些理论指导与经验,其主要研究内容包括:（1）研究了Pivot Buoy新型浮式风机结构特点,进行了系泊系统的设计和结构设计。确定母体样机测试海域环境条件与顶部风机类型,概述平台总体技术特征,对平台主要构件进行独立分析,确立平台基础参数,并给定上部风机参数以及风速与推力曲线。根据作业环境特点,对新型浮式风机进行系泊系统设计。参考海洋浮式结构物设计方法,进行新型浮式风机平台的结构设计,并划分平台多功能舱室,在舱室完整状态下,对平台进行稳性分析。在此基础上,对平台进行了水动力分析,得到了附加质量、辐射阻尼、运动响应传递函数RAO等。（2）基于势流理论,综合考虑风浪流等联合作用,开展新型浮式风机平台运动特性数值计算与参数敏感性分析。通过衰减试验对平台的固有周期进行计算,修正并验证了有限元模型的可靠性。在典型工况下,对数值模拟与模型试验在包含系泊系统时的运动响应与锚链张力进行对比。分析了锚链动张力特性,通过改变不同环境参数对浮式风机运动响应及系泊系统的敏感性进行分析。（3）基于直接计算法对平台进行结构强度校核,结构强度计算采用有限元分析方法。依据海上浮式平台设计的理论,计算浮式风机平台的风载荷和流载荷,基于线性波浪理论和势流理论计算波浪载荷。将模拟的环境载荷与锚泊载荷加载到平台有限元模型相应位置处,根据分析的设计波,采用直接计算法对浮式风机平台进行强度校核以及局部结构强度分析。（4）通过模型试验方法,进一步研究了新型浮式风机平台运动特性。基于浮式平台相似准则,设计试验模型。建立系泊系统试验布置方案,对极限工况下的平台六自由度运动幅度与锚链张力进行分析。考虑不同预张力与不同风向对平台运动响应与系泊系统的的影响。选择随机波试验工况,进一步分析与比对试验与仿真结果误差。

关键词：新型浮式风机势流理论运动响应锚链张力设计波方法

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新型浮式钻井生产储卸油装置结构总强度分析

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海洋工程装备与技术 2015年第1期2卷 6-11页

作者：赵静刘磊姜福洪杨志刚谢彬王世圣喻西崇赵晶瑞大连船舶重工集团设计研究所有限公司辽宁大连116021 中海油研究总院北京100028

目前我国深水海域处于开发早期阶段,较适合采用既有钻井功能又集成了采油、储油功能的浮式生产钻井储卸油装置(FDPSO),作为独立生产装置,可以大幅降低油田初期开发费用。选取一种新型的八角形FDPSO结构,基于深海环境条件和装载工况,建... 详细信息

目前我国深水海域处于开发早期阶段,较适合采用既有钻井功能又集成了采油、储油功能的浮式生产钻井储卸油装置(FDPSO),作为独立生产装置,可以大幅降低油田初期开发费用。选取一种新型的八角形FDPSO结构,基于深海环境条件和装载工况,建立整体结构数值模型,依据三维辐射绕射理论和谱分析法计算波浪载荷,确定设计波参数,将设计波载荷传递到整体结构有限元模型,最终得到了总体结构的应力分布规律。研究结果可为我国深远海油气田早期开发的FDPSO结构设计提供理论参考。

关键词：浮式钻井生产储卸油装置设计波方法有限元模型总强度分析

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随机波浪作用下半潜平台响应研究

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低温建筑技术 2014年第10期36卷 51-54页

作者：叶谦金伟良姚炎明王林翔浙江大学海洋学院杭州310058 浙江大学舟山海洋研究中心浙江舟山316021 浙江大学结构工程研究所杭州310058

对某半潜式平台在一定入射角度的随机波浪荷载作用下的结构响应进行研究,统计出平台结构的应力、位移等主要响应形式,并采用数理统计等方法进行深入剖析,分析结果表明:所计算的随机波浪时程荷载具有收敛性,随机时程波浪荷载作用下的结... 详细信息

对某半潜式平台在一定入射角度的随机波浪荷载作用下的结构响应进行研究,统计出平台结构的应力、位移等主要响应形式,并采用数理统计等方法进行深入剖析,分析结果表明:所计算的随机波浪时程荷载具有收敛性,随机时程波浪荷载作用下的结构响应和规则波浪荷载作用下的结构响应形式有相似之处,随机波浪荷载对结构产生的动力效应并不显著等特点,具有重要实际意义。

关键词：半潜式平台随机波浪时程荷载时域分析方法设计波方法

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船舶结构疲劳的诱发因素与强度评估方法

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船舶物资与市场 2021年第12期29卷 43-44页

作者：林陈鸿江南造船(集团)有限责任公司江南研究院上海201913

近几年,随着国内船舶行业的快速发展,船舶安全问题逐渐引起人们的高度关注,其中结构疲劳是导致安全问题的主要因素之一。船舶的装载情况并非固定不变的,其遭受的应力也是动态变化的,此种应力大量积累会导致船舶结构疲劳,影响到船舶的安... 详细信息

近几年,随着国内船舶行业的快速发展,船舶安全问题逐渐引起人们的高度关注,其中结构疲劳是导致安全问题的主要因素之一。船舶的装载情况并非固定不变的,其遭受的应力也是动态变化的,此种应力大量积累会导致船舶结构疲劳,影响到船舶的安全性。基于此,本文就船舶结构疲劳的诱发因素与强度评估方法进行深入研究。

关键词：船舶结构疲劳设计波方法强度评估

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