摘要：

针对海洋平台动力吸振研究中存在的多模态耦合振动吸振效果差的问题，研究抑制平台板结构振动的动力吸振器的设计方法。以薄板为具体研究对象，建立薄板与动力吸振器的数学模型，分析动力吸振器质量比的选择问题，讨论在离散模态和密集模态两种情况下动力吸振器的最佳安装位置，给出动力吸振器阻尼比和频率比的优化设计公式。在上述研究基础上，总结平台板结构动力吸振方法。以一个舱室仿真模型为应用对象，对参与舱壁振动的5阶模态进行振动控制，减振效果最高为92.2%。对动力吸振器进行补正设计后，针对第一、第五阶模态的减振效果分别提升0.9个百分点和6.1个百分点。上述结果验证了平台板结构动力吸振方法的有效性，该方法对海洋平台的振动防护具有一定的指导意义。

摘要：

采用k-ω SST湍流模型对雷诺数为3 900时的三维带齿圆柱展开数值模拟研究，包括升阻力系数、压力系数时均流场特性，以及速度分布、涡量分布等瞬时流场特性。模拟结果表明：绕流流场产生旋涡脱落，在靠近结构壁面的尾流区，流场速度分布呈现V形，在稍远处V形底部趋于平缓，呈现U形，且在带齿圆柱后产生与流动方向相反的速度回流区；在同一时刻下，沿结构展向不同位置处的流动呈现明显的三维特性。

摘要：

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。

摘要：

针对观察型水下机器人在水下运动时易受暗流、波浪影响，造成操控困难、系统稳定性差等问题，建立遥控水下机器人（Remotely Operated Vehicle，ROV）不同运动的控制模型，考虑电机和导管螺旋桨推进器的传递函数对ROV控制系统的影响，确定定艏向和定深控制系统的闭环传递函数，结合模糊控制和比例积分微分（Proportional Integral Differential，PID）控制法，得到模糊PID控制器，基于MATLAB/Simulink环境进行ROV定深度运动仿真和ROV水平面艏向定偏角运动仿真。结果表明，与传统PID控制相比，模糊PID控制具有更优的ROV定艏向和定深度控制效果，不会发生超调现象，在抗干扰能力和响应速度方面具有明显的优势，可有效地实现ROV定艏向和定深度运动控制。

摘要：

介绍波浪海流作用下的隔水导管动力学模型，总结极限强度分析、稳定性校核和涡激振动Vortex Induced Vibration（VIV）疲劳损伤分析方法，并就某隔水导管实例分析动态响应和VIV疲劳损伤，得到隔水导管的极限强度结果、稳定性校核结果、VIV疲劳寿命满足钻井作业要求。所提出的隔水导管振动响应、VIV疲劳损伤及寿命分析方法为隔水导管的安全保障提供参考和技术支撑。

摘要：

在海上风电单桩基础设计中，为获得可用于工程实践的单桩累积转角简化计算方法，开展室内模型试验，分别获得台风循环载荷和长期小幅值循环载荷情形下计算单桩累积转角的经验公式。在此基础上进一步建立单桩累积转角简化计算方法，并以南海北部近海海域的工程实例为例，详细说明海上风机单桩基础累积转角的计算流程，根据该海域的风浪特征确定计算公式中与场地相关的参数取值，得到适用于该地区的单桩累积转角计算公式。

摘要：

开展基于模糊故障树的水下生产系统可靠性分析。分析水下生产系统的工作原理和结构组成，自上而下建造故障树模型；采取上行法对系统进行定性分析确定最小割集；利用梯形模糊数对系统进行模糊定量分析，得出系统模糊失效概率和基本事件模糊重要度。通过分析结果可找出系统的薄弱环节，对其采取措施进行重点防御保护和定时监测维护，也可指导水下生产系统的优化改进。

摘要：

以微小型水下机器人为研究对象，采用计算流体动力学（Computational Fluid Dynamics，CFD）数值模拟方法开展机器人阻力的数值模拟，并将摩擦阻力因数Cf与第8届ITTC推荐值进行对比验证，提出一种无动力带桨水下机器人水动力参数CFD计算方法。利用此方法，基于航行力学基本原理，采用定常计算方法开展微小型水下机器人斜航、操舵直航试验数值模拟，采用全局网格运动方法开展回转拘束模型试验数值模拟，获取机器人位置导数、舵导数和旋转导数，并完成该机器人的操纵性能预报，为机器人的总体设计和控制参数的选取奠定基础。

摘要：

针对海洋工程脐带缆铠装钢丝径向屈曲失效，建立三维简化有限元模型进行螺旋缠绕结构的径向屈曲模拟分析。以我国某海域典型脐带缆为例，得到单倍螺距下单根铠装钢丝径向屈曲失效临界载荷。探究不同敏感参数对单根铠装钢丝临界屈曲载荷的影响，发现铠装钢丝螺旋角度、截面惯性矩、螺旋缠绕半径与临界载荷分别大致呈抛物线形、线性、负指数关系，该结论可为脐带缆铠装抗屈曲设计提供参考。同时发现，通过单根铠装钢丝临界载荷累加的方式可近似得到相应根数螺旋铠装钢丝的临界屈曲载荷，该载荷可作为求解真实脐带缆单层铠装径向临界屈曲载荷的保守估算值。

摘要：

深吃水圆筒型核能平台的设计吃水与主体直径相近，主尺度特征有别于现有圆筒型海工平台。为探究其性能特点，针对深吃水圆筒型核能平台的水动力特性和时域运动响应展开计算研究。采用计算流体力学（Computational Fluid Dynamics，CFD）方法模拟平台横摇和垂荡自由衰减，并基于二次阻尼模型计算相应阻尼因数；基于势流理论计算平台响应幅值算子（Response Amplitude Operator，RAO）和固有周期，并结合南海典型海况对平台的运动响应性能和适用性进行分析评估。结果表明：深吃水圆筒型核能平台垂荡、横摇和纵摇固有周期均长于常见波浪周期；平台纵荡运动主要受二阶波浪载荷影响，低频特性明显；垂荡和纵摇运动受自身固有频率影响较大，垂荡同时表现出波频特性。深吃水圆筒型核能平台总体运动性能良好，适应南海海况，所得结果可为工程应用提供相关参考。

摘要：

本文基于遗传算法对缓波形柔性立管进行构型一体化优化设计,通过对多重优化设计目标的集成归一化处理,兼顾了立管的弯曲变形和力学性能,有效提升立管构型设计的效率。在此过程中可以灵活调整各优化目标的权重占比,以匹配具体的立管设计条件和设计需求,进一步改善优化方案性能。算例结果表明,应用该方法能够简便、快捷地获取优化设计方案,且其整体性能得到显著提升,可为缓波形柔性立管构型设计提供合理参考和有效支撑。

摘要：

漂浮式风电是深化海洋风能开发的重要装备，其服役环境复杂，需同时经受风、浪、流联合激励，其中平台风载荷和流载荷作用将直接影响结构稳定性。为揭示漂浮式风电平台的风载荷与流载荷特性，搭建了风洞试验系统，针对作业工况和拖航工况，研究了不同入流角下平台风载荷和流载荷特性。实验结果表明：在作业工况下，当平台与风/流夹角为120°时，平台的风载荷和流载荷系数达到最大值，分别为0.67和0.98。在拖航工况下，平台的最大风载荷系数出现在120°入流角下，为0.69，而最大流载荷系数出现在90°入流角下，为1.00。此结果可为漂浮式风电平台的优化设计和拖航作业提供重要数据支撑。

摘要：

运载火箭海上发射船六自由度运动将引起安装在船上的导流槽发生平动及转动，进而对运载火箭燃气射流排导产生不利影响。为了研究海上发射导流槽运动对火箭尾流场的影响，建立某型运载火箭尾部喷管及导流槽组合模型，利用CFD软件Fluent基于Realizable k-湍流模型和二阶迎风格式对火箭尾流场进行瞬态数值仿真模拟，研究在导流槽平移和旋转状态下火箭尾流场内速度、压强、温度等参数。结果表明，海上发射船运动引起导流槽的水平运动将使导流面承受的总压显著增大，部分工况下最大增加70%以上；随着导流槽旋转角度的增加，导流面的总压值随之增大；特定的组合运动会使导流槽出现局部高温和高压。研究结果对运载火箭海上发射导流槽的构型以及热防护等工作具有参考意义。

摘要：

本文采用虚拟干涉检查方式对船舶加换装对象进行了三维动态预演，提前发现加换装过程中可能出现的设备更换空间不够、被阻挡等干涉情况。由于船舶生产设计整船模型量大、面片多，常用的干涉算法运行效率低。为了提高加换装动态干涉检测效率，并考虑到碰撞准确性和严谨性，本文提出基于AABB-OBB的混合层次包围盒算法对虚拟对象进行动态碰撞检测。经验证，该方式能够在复杂虚拟环境中快速进行碰撞检查，并生成碰撞干涉结果供生产设计人员对加换装设备周边船体结构进行优化，及时精准规避可能存在的干涉问题。

摘要：

后挖沟技术能较好解决在役海底管道运行过程中各种隐患治理问题。研究了海管后挖沟分析方法，包括所遵循的校核标准，以及计算结果趋势分析和相关规律总结，着重对比了常用的解析法和有限元法在求解原理、结果分析、校核依据等方面的差异。结果表明，解析法本质上是经过数次验证形成的经验公式，相对保守，而有限元法则是利用有限元软件进行的仿真模拟，更贴合实际工况；并结合工程实例进行计算验证。研究内容和结论为在役海底管道后挖沟分析及现场作业提供重要的借鉴，有望在今后的类似工程项目中推广。

摘要：

风机叶片吊装施工是海上风电场建设的关键环节。 叶片吊装施工涉及繁琐的施工步骤和高难度的施工技术,且施工阶段容易受到天气、海浪、设备、人为等因素的影响。任何一个施工环节出现问题,都会导致整体施工进度延缓甚至出现设备损坏、财产损失和人员伤亡等严重情况出现。然而,针对于海上风机单叶片式吊装施工的风险评估研究还相对较少。因此,本研究基于IFMECA方法对海上风机单叶片式吊装施工进行了详细的风险评估。研究发现了12个故障模式和25个故障原因,并计算得到了故障模式的IRPN(改进的风险优先级数)和故障原因对故障模式的ICR(改进的危害度值)。根据研究结果,最危险的故障模式是FM4-叶片吊装故障,其IRPN为6.66,主要受到天气条件和人为操作等因素的影响。其次是FM3-叶片质量损伤,其IRPN为4.66,同样受到天气和人为等因素的影响。研究结果有助于提高海上风机叶片吊装施工水平,能够向工程人员预报施工过程中潜在的风险并提出管控措施,具有较高的经济价值和工程效益。

摘要：

海洋平台水动力参数预报问题是海洋平台设计领域与生产领域重要问题之一，如何准确预报与分析始终为研究热点。针对海洋平台水动力参数识别与分析问题，结合平台运动数据建立基于物理机理神经网络的平台运动模型，反演水动力参数。研究发现，神经网络方法准确拟合并反演了一维数值结果，试验结果，所得附加质量参数准确，并得到不同频率下一阶非势流阻尼成分数值，为水动力参数的识别与分析提供了一种新的方法。

摘要：

海底管道被誉为“海上生命线”，承担石油、天然气等资源安全输运的重任。然而，由于海底管道附近水动力增强，铺设于黏土质海床的大尺度管道基底易受到局部冲刷的影响，造成管道下方土体被掏空，从而导致海底管道经常出现悬跨现象。悬跨是引发海底管道破坏失效的主要原因。因此，开展海底管道局部冲刷特性研究至关重要。现有海底管道局部冲刷研究主要关注砂质海床环境下海底管道局部冲刷特性，并已取得较为全面的研究结果。然而，关于黏土质海床环境下管道直径和初始水深对海底管道局部冲刷特性的影响还鲜有报道。管道直径和初始水深分别影响管道局部雷诺数和压强，而雷诺数和压强是影响管道局部冲刷的关键参数，因此对不同初始水深环境下不同直径管道的局部冲刷特性开展研究，系统性分析不同尺度海底管道局部冲刷坑形态发展过程、冲刷深度及其水动力特性，有助于进一步完善黏土质海床环境下海底管道冲刷的相关理论和指导工程实践。该文通过Herschel-Bulkley黏土模型和VOF两相流模型建立海底管道局部冲刷的二维CFD模型，以管道直径D和初始水深h为变量参数进行数值模拟研究，揭示不同管道直径和初始水深对海底管道局部冲刷特性影响的规律。研究结果表明：（1）黏土质海床环境下海底管道局部冲刷受管道直径影响显著。管道直径D越大，管道局部冲刷坑宽度及深度越大，沉积丘向管道下游方向移动距离越远。（2）初始水深对黏土质海床环境下海底管道局部冲刷产生一定影响。随着初始水深的增加，管道局部极限平衡冲刷深度减小，管道下游床面形态受初始水深影响较为明显。

摘要：

目前，对海水养殖平台网衣的水动力响应研究较少，不同环境条件对网衣的张力与运动影响较为复杂。为探究不同波、流环境耦合作用下对网衣系统的动力响应影响。基于集中质量法和网目等效法，探究了在规则波-流耦合作用下波流方向、水流速度、波高周期和十种不同的网衣破断形式对网的张力和变形的影响。结果表明，在规则波-流耦合作用下，网衣与刚性框架连接位置和网衣中部受力最大，网衣的四个边角处变形最小，且网衣的张力随着流速、波高的增大而增大。在不同的网衣破断形式下，网衣的张力只在网的断裂方向上显著下降，而其他方向的张力没有明显的变化；对于节点的运动，只在网衣破断周围处节点的运动增加，而其他节点的运动并没有明显变化。

摘要：

为准确估计导管架基础等管状交叉节点处的疲劳寿命，利用时域分析方法，对某海上变电站进行疲劳损伤评估。借助ABAQUS软件，建立了导管架基础各关键节点的局部精细模型。将各管节点的焊接处选作热点，考虑了风浪流的联合作用。通过雨流计数法，结合Palmgren-Miner准则与S-N曲线法，对该结构的各关键节点进行了准确的疲劳寿命分析。为了验证局部精细模型的可靠性，使用SACS软件进行了对比分析。结果表明：该变电站疲劳强度在设计寿命期内满足规范要求；局部精细模型的构建能较为准确地估计管状交叉节点处的疲劳寿命；随机波浪更能反应真实海况，体现波浪的随机平稳过程。分析结果可为后续研究及实际工程提供参考。

摘要：

导管架平台是海上作业的常用结构物形式,其健康状态决定着海洋开发过程是否安全。针对导管架平台损伤检测过程中损伤敏感特征的提取问题,提出了一种基于深度学习的损伤检测模型。为更好的贴合卷积神经网络的特点,该模型首先将一维时域信号转化为二维灰度图；然后通过卷积神经网络中提取二维灰度图中存在的损伤特征并以此进行损伤检测。通过在导管架平台模型上进行的实验,比较了不同灰度图生成方式对检测结果的影响。最后,损伤检测实验的结果表明,该检测模型对损伤种类的识别准确率分别可以达到99.4%,具备良好的损伤检测能力；对损伤程度的识别准确率为96.3%,能够应用于对导管架平台的损伤预警。

摘要：

海底管道作为海上石油开采的重要组成部分,起到输运油气资源的重要作用。海底管道大部分采用埋设的方法进行铺设,但长期在海流的冲刷作用下管道容易产生悬空进而发生涡激振动,这容易造成管道的疲劳损伤。合适安装位置和长度的阻流器有助于抑制管道局部冲刷和增强其自埋效果。本文采用VOF水土两相流模型、SSTk-ω湍流模型和Herschel-Bulkley模型建立二维海底管道局部冲刷数值模型,模拟黏土质海床管道冲刷,并通过对管道局部冲刷剖面、升力系数、冲刷坑最大深度等进行对比研究,分析阻流器不同的安装位置和长度对管道冲刷特性的影响机制。结果表明：安装于管道正上方的阻流器会加剧管道局部冲刷,而且随着阻流器长度的增大,管道局部冲刷坑最大深度和宽度均增大；安装于管道后方且平行于来流方向的阻流器有助于抑制管道局部冲刷,冲刷坑最大深度和宽度均减小；安装于管道底部的双向刚性阻流器可以有效避免管道局部冲刷的发生,当双向刚性阻流器长度在3D及以上时,管道局部冲刷基本不再发生。

摘要：

为了解吸力筒导管架基础冲刷特性，通过FLOW-3D软件建立吸力筒导管架基础冲刷数值模型，模拟了不同水深、流速、迎流角条件下的基础冲刷情况，根据仿真结果得到以下结论：（1）筒型基础尾流对后端筒型基础冲刷存在削弱作用，导致其冲刷深度减少35%~50%，当迎流角在60°时后端筒型基础冲刷深度最小；（2）整体冲刷受水深影响较小，不同水深下冲刷情况相似；（3）流速是影响冲刷深度的主要因素之一，冲刷深度随流速增加而增加，整体呈现线性关系。综合评估吸力筒导管架基础冲刷情况，为下一步冲刷防护方案的制定提供依据。

摘要：

针对海上风电三筒导管架基础,提出了板梁斜撑式,斜箱梁式及平箱梁式三种过渡段型式。采用三维有限元软件ABAQUS对整机结构的自振特性及过渡段结构极限承载能力展开研究。结果表明采用板梁式斜撑过渡段整机结构刚度较小,低于风机允许的自振频率范围；采用平箱梁式过渡段在结构竖向,水平及抗弯承载能力上相比斜箱梁式过渡段分别提升了54.8%,40.9%和48.6%。研究成果可为大容量机组三筒导管架基础过渡段的选择提供参考。

摘要：

自升式养殖网箱的桩腿结构是网箱的重要组成部分，直接关系到网箱的安全稳定，桁架式桩腿结构可减小桩腿所受波流载荷，应用于深远海网箱具有一定的优势。本文基于ANSYS有限元软件对X型、双K型、K型三种桁架式桩腿构型进行数值模拟，研究了在风暴自存工况下三种结构型式桩腿的应力和位移情况。研究结果表明：三种桁架式桩腿应力均小于许用应力，满足安全要求；桩腿最大应力均位于桩腿与桩靴连接处，最大位移均出现在自由端；三种桩腿中，X型桩腿的最大应力和最大位移均最小，并且沿水深应力变化幅度较小。本文研究成果可为我国自升式深远海养殖网箱的工程应用提供设计参考。

摘要：

随着海底管道服役年限的增长,海底管道弃置将成为一个巨大的市场。为了给海底管道弃置提供完整的技术支持,以海底管道弃置流程分析和实际案例相结合的方式,介绍了海底管道弃置方案的决策流程、关键问题和解决方法。本文建立了指导弃置作业的标准框架,将方案制定分为信息收集、方案构造、方案比选、执行计划四个阶段,并阐述了各阶段的工作内容和关注重点。在此基础上,本文结合海底管道弃置案例,阐述了在弃置过程中各弃置方法的使用情形及影响,从多个角度对比各方法的特点,以期为具体工程提供指导和借鉴。

摘要：

剖面浮标是一种能够获取海洋剖面数据的重要观测设备。为精准控制剖面浮标的垂向运动，提出了一种可精确控制油量的变体积油囊式浮力调节系统，包含外油囊、增压油箱、密封性能良好的电磁球阀以及可调节转速的液压泵等组件。其中，利用拉线位移传感器实时采集增压油箱液面位置实现油量监控，并对外油囊体积进行高精度闭环反馈控制；通过设计极低泄露量的液压系统，实现系统在待机状态下浮力保持长期稳定。为精确控制浮力调节系统，构建了控制系统数学模型，引入PID控制算法，并利用Simulink进行稳定性仿真。实验结果表明，系统能够实现浮力精确控制，最大超调量低于1%，稳定性与响应速度均符合预期，验证了控制策略的可靠性。

摘要：

目前，对海上风机与海水养殖组合结构的水动力性能研究较少，环境载荷对结构的影响机制较为复杂。为研究不同环境载荷对漂浮式风渔养殖平台动力响应的影响，以配有不同网衣密实度柔性养殖系统的漂浮式风渔养殖平台为研究对象，基于势流理论研究基础水动力性能；借助Orcaflex软件建立漂浮式风渔养殖平台的耦合数值模型并进行时域耦合动力分析，得到动力响应结果。结果表明，漂浮式风渔养殖平台垂荡、纵摇和横摇固有周期均能避开常见波浪周期；养殖系统对平台的纵荡、纵摇和系泊缆张力有较大影响，对平台的垂荡影响较小；与风速和波浪周期相比，流速对平台动力响应的影响更为显著。

摘要：

渤中A油田是渤海首个火成岩油田，火成岩地层裂缝发育，地层承压能力低，极易发生井下漏失，导致φ244.5mm套管固井期间水泥浆无法返出至井口，产生自由段套管。随着油气的采出，井口温度也开始增加，当自由段套管的伸长量足以克服井口装置重量与套管卡瓦预应力之和时就会发生井口抬升。通过分析井口抬升的原因，在钻井阶段改变水泥浆性能、施加套管预应力，有效的解决了地承压地层的井口抬升问题。本油田井口抬升的有效解决，为后续处理井口抬升问题提供了一定的技术参考。

摘要：

以带运动抑制系统的圆筒型浮式生产装置为研究对象,在低速风洞中对圆筒型浮式生产装置的流载荷进行了测量。为获得均匀流并减少边界层的影响,采用了距离地面一定高度的小地板。经过热线测量表明采用小地板能够获得更均匀的流剖面；通过风洞试验对四种不同外形方案的运动抑制系统流载荷进行了测量,然后进一步采用数值方法对不同外形运动抑制装置的尾流场进行了研究。研究表明：运动抑制装置对尾涡的限制作用对总阻力有影响,研究可为运动抑制装置的设计提供参考。