摘要：

为提高漂浮式风电经济效益，并顺应远海网箱养殖向深远海发展需求，采用漂浮式风机融合养殖网箱以满足两者发展需求。对结构的完整稳性进行分析，采用网衣群目化算法运用莫里森杆件对网衣结构进行数值仿真，并运用Sesam软件建立数值仿真模型，依据美国船级社（ABS）规范对运行工况不同风推力入射角度下的结构完整稳性进行评价，得出0°入射方向所对应倾斜轴为结构完整稳性最不利倾斜轴。分别研究网衣及侧立柱直径对平台稳定性的影响。结果表明，网衣会优化平台稳定性，侧立柱直径则会对静稳心高度产生影响，在一定范围内增大侧立柱直径可优化结构稳定性。

摘要：

为确保涡轮机的长期可靠性，在设计潮流涡轮机时应考虑海浪条件。使用直径为0.9 m的三叶片水平轴潮流涡轮机（Horizontal Axis Tidal Stream Turbine，HATST）作为基准模型，采用计算流体动力学（Computational Fluid Dynamics，CFD）开源软件OpenFOAM预测HATST在海浪和水流条件下的性能。对其进行网格依赖性测试以选择最佳网格数，捕捉流动特征。将生成的波浪轮廓与三阶Stokes波浪理论结果进行比较，发现模拟结果与理论结果一致。研究不同波频和波幅对HATST功率性能的影响，结果表明，波幅对功率性能的影响较为明显，波频的影响相对较小。

摘要：

为研究不同固化土防护厚度对吸力桶基础防护效果的影响，针对直径为10 m的吸力桶基础采用Flow-3D建立 计算模型，结合淤泥固化机理对比分析在不同流速下0 m、0.4 m、0.6 m防护厚度对吸力桶基础抗冲刷特性的影响。结果表明：固化土防护厚度与防护效果有明显正相关性，0.6 m厚度最大可提高防护效果66.47%；冲刷深度发展曲线近似呈对数型曲线形状，增长曲线斜率在约1 200 s时最大，0.6 m比0.4 m厚度提前达到平衡状态；引入不同防护厚度之间的防护比率关系公式，对比发现10 m直径及以上吸力桶基础采用固化土防护厚度不宜小于0.4 m。结论可为同类冲刷防护项目和工程设计提供参考。

摘要：

为了对比不同海况下不同规模海上风电场最适用的运维方案，通过建立的海上风电场运维经济性分析模型，对比多种人员转运船、运维母船、自升式平台、直升机组合的运维方案，针对我国典型海况进行不同运维方案的运维团队数量设计，并进行经济性分析。结果表明，对于海况较好、风机数量较少的海上风电场来说，直升机的使用率更低，更适用只使用人员转运船的运维方案。

摘要：

海上风电制氢是深远海风电开发和消纳的重要途径之一，也是解决高比例可再生能源消纳和新型电力系统建设的重要组成部分。从技术方案、设备投资、运维和消纳等方面对比分析海上风电不同制氢模式的优缺点和适用性。受制氢成本和消纳影响，近海风电开发应以电力消纳为主，以海上风电制氢为辅。深远海风电集中式制氢和管道输氢模式具有更低的制氢和输氢成本，但受制于绿氢的消纳，应做好海上风电制氢与炼化、冶金等融合发展。现阶段海上风电制氢发展面临政策、标准和技术等多重挑战，需要从政策引领、标准制定和技术突破等方面协同攻关，共同推进产业落地。

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：

为确定不同类型渔业养殖平台最下层甲板的最小高度,通过分析各类渔业养殖平台的结构特点,梳理国内外不同规范标准关于渔业养殖平台甲板高度的相关要求,总结得出各类渔业养殖平台甲板最小高度的计算方法；针对甲板高度不足的渔业养殖平台,从结构强度、稳性、救生以及使用安全四个角度出发,剖析了甲板高度不足对渔业养殖平台的危害,并提出了相应的补救措施,以最大限度地保障平台的本质安全和登乘人员的生命安全。

摘要：

当前东海吊装作业普遍借鉴南海海域环境条件作为东海作业环境条件和天气窗口，导致实际作业窗口与预期差异较大。本文通过建立“系泊-起重船-吊物”耦合模型，分析了不同风浪入射角度、谱峰周期作用下起重船的吊装作业性能，与规范要求对比确定了吊装作业的可行范围。基于2015-2023年东海海域波浪、海风数据，确定了吊装作业优良作业时间以及24h、48h、72h连续作业窗口期。研究表明：有义波高小于2.0m时，起重船吊装作业性能满足各类规范要求，与东海海域现行吊装作业要求有义波高小于1.5m通用做法相比，连续作业窗口期出现概率可增加约22%。

摘要：

由于软土地基不排水抗剪强度较小,海底管道铺设后可能在自重作用下嵌入海底土体,过多的嵌入可能会影响膨胀弯与平管段管道的连接安装效率。作者设计了以防沉板为原型能够减少管道沉降量的膨胀弯连接作业平台并在海上实际工程中应用。首先针对作业平台建立在吊装工况和在位工作工况下的数值模型,分析不同工况下的位移和等效应力,对结构进行局部强度校核,验证该作业平台设计的可行性。另外,建立海底管道在软土地基沉降的有限元模型,对比有无作业平台管道沉降量。现场的沉降数据表明作业平台能够有效减少管道沉降量,提高平管与膨胀弯的连接安装效率。

摘要：

摘要：为了实现协作式焊接机器人代替人工完成大型TKY节点相贯线的自动化焊接，基于相贯线焊接坡口的理论计算，完成焊接坡口加工，基于相贯线焊接轨迹的理论计算和模拟，完成相贯线焊接轨迹的分段，基于焊接轨迹的仿真分析，得到机器人自动化焊接的焊接程序，通过实验的方法，确定机器人的焊接工艺参数，基于前述的焊接程序和焊接工艺参数，完成TKY节点相贯线的自动化焊接实验，对比焊接人工焊和机器人焊的焊接质量、焊接效率、接头组织和力学性能，最终证明协作式焊接机器人课代替人工，实现TKY节点相贯线的自动化焊接。本文的研究成果可为协作焊接机器人在大型TKY节点相贯线自动化焊接领域的应用提供一定的理论参考和实际指导意义。

摘要：

本文通过试验采用控制变量方法对移动射流作用于土壤的过程进行研究。试验中通过改变关键参数，包括土体类型、喷射速度、靶距、射流口径、载体移动速度、射流角度和喷嘴数量，来讨论射流关键参数对清理效果的影响。研究发现土体类型为砂土时会产生明显回流现象，剪切强度越小回流现象越明显，土体类型为粘土时回流现象明显减弱，冲坑深度和宽度增加。喷射速度增大、靶距减小或喷嘴移动速度减小，冲坑深度和宽度增加。喷射压力一定时，喷嘴口径增大，冲坑深度和宽度明显增加；泵功率一定时，喷嘴口径增大，导致射流速度减小，冲坑深度和宽度减小。垂直射流时，冲坑深度最大；相比垂直射流，改变射流角度会减小射流深度，增加射流宽度。多喷嘴并排射流可以有效增加冲坑深度和宽度。本文研究可为海底电缆抢修时射流清理海缆表面土壤覆盖物的过程提供依据。

摘要：

腐蚀损伤是引起海洋工程结构失效的重要因素。为了研究局部腐蚀对海工用H型钢承载性能的影响，以某海工结构主承载构件H型钢立柱为研究对象，利用规则的圆柱坑模型，采用MATLAB随机数生成的方法，建立H型钢随机点蚀损伤模型。分别对钢柱进行了特征值屈曲分析和双重非线性分析，得到点蚀位置、点蚀坑径深比对H型钢承载性能的影响。结果表明，点蚀位于Y4位置时承载力折减程度最严重；径深比变化时，在直径不变时，径深比越大，应力集中越不明显，对承载力影响越小；在深度不变时，径深比越大，应力集中越明显，对承载力影响越大。研究成果可为结构安全性能评估提供一定参考价值。

摘要：

长期服役于海底的管道常常存在点蚀现象，这对管道的剩余极限强度造成了严重影响。为保证管道的正常运行，有必要对其进行剩余极限强度评估。本研究采用非线性有限元方法，基于有限元分析软件ABAQUS，分析了相对腐蚀深度、腐蚀密度、腐蚀影响区域长度和腐蚀分布对弯矩载荷作用下管道剩余极限强度的影响。结果表明：相对腐蚀深度和腐蚀密度对剩余极限极限强度有显著影响，它们可以归因于相对金属损失，且两者对剩余极限强存在耦合影响，极限强度随金属损失的增加而线性降低。腐蚀影响区域长度对弯矩作用下管道的剩余极限强度影响相对较小。点腐蚀分布方式对管道的弯曲承载力存在影响，随机腐蚀相对于均匀腐蚀对极限强度折减程度略大。

摘要：

本文基于动网格技术，利用商业软件STAR-CCM+对存在侧壁面影响下的仿生波动鳍的推进性能进行了模拟研究。通过推力系数和升力系数，分析了以不同波动频率和波长波动的波动鳍，在不同侧壁面距离下的推进性能，发现了侧壁面效应对仿生波动鳍推进性能的影响具有两面性。同时，对不同运动参数和壁面距离下的涡量场结构进行了分析，从涡量场的角度解释了侧壁面效应对波动鳍推进性能影响的内在机理，为设计能够在特殊环境下高效运作的仿生波动鳍水下航行器提供了理论基础。

摘要：

海上风电基础结构常面临来自船舶碰撞的影响，为了降低结构损伤，本研究设计了一种新型单桩式海上风电基础防撞设备，并对其极限性能强度进行分析。采用非线性有限元分析方法，模拟了不同船舶质量和停靠速度对单桩防撞设备的碰撞过程。本研究通过有限元分析模拟了不同工况下单桩防撞设备的碰撞响应，确定了防撞设备可以承受的最大碰撞能量值，研究了碰撞力与船舶质量、停靠速度之间的关系，并且分析了碰撞力与塑性应变。研究结果表明，设计的单桩防撞设备可以降低基础损伤，具有较好的防撞性能。

摘要：

随着海上风电行业的迅速扩张，冲刷防护已成为海上风电项目的关键问题之一。在此基础上提出了一种防冲刷装置。该装置应用了新型材料仿生草。通过老化试验，对仿生草耐久性及使用寿命进行预测，结果表明该材料在海洋温度的影响下，使用寿命约34~37年，满足使用要求。为了解仿生草在海底环境下的真实状态，选取如东某海上风电场10号和14号风机进行防冲刷装置试验，并对海上风电单桩进行了多波束扫测监测，通过现场数据分析得出，仿生草冲刷装置防护效果良好，可以有效解决海上风电桩基基础冲刷问题。与传统的防护相比，仿生草具有铺设简单，成本低，后期维护成本低等优点，对冲刷防护治理及后续研究具有重要的工程应用意义。

摘要：

海洋生物污损将增大海洋平台桩腿直径和表面粗糙度，同时增加钢材的腐蚀速率。通过建立海洋生物污损前后的螺旋桩支撑结构数值仿真模型，从支撑结构自振频率、桩顶及泥面典型位置位移及截面内力、桩身强度等方面开展分析，研究海洋生物污损对近海光伏螺旋桩支撑结构动力特性的影响。研究结果表明：海洋生物污损将在一定程度上降低结构自振频率；随着海生物附着厚度的增大，在恶劣海况下重度污损的螺旋桩在风浪流环境荷载下桩顶及泥面处水平位移均增大了约3倍，同时截面剪力和弯矩也相对增大；在叠加腐蚀影响后，泥面处剪力及弯矩有所减小；重度附着及腐蚀情况下，桩身应力增加约2.4倍。

摘要：

海上浮式风机通过锚链方式系泊于海洋中,作业状态与极端海况下风机叶片受风力影响会产生较大程度的持续倾斜,同时风浪流联合作用下动力响应更为显著。为研究海上浮式风机在复杂海况下的动力响应,通过缩比模型水池试验方法研究了不同波浪参数、流动载荷、风力载荷等因素对动力响应的影响。本次试验利用自编译的风力控制程序,实现了对风力载荷非定常、间断加载特性的有效模拟,并与定常风力载荷结果进行比较。试验研究表明：脉动风能够在定常风的基础上进一步观测到脉动风场峰值对风机纵摇运动峰值的影响; 当脉动风的风向保持180°不变时,受系泊系统约束的影响,在浪向发生变化时脉动风载的存在会显著增大横摇与纵摇运动的幅度,同时抑制纵荡、横荡与艏摇运动; 当风载作用的影响大于流载与波浪作用时,风载引起的扭转作用会影响系泊缆张力分布; 塔筒力矩变化情况则与作业海况时一致,与风机的横摇与纵摇存在相同的变化趋势。

摘要：

离心压缩机是海上气田开发应用最广泛的设备之一,压缩机进出口管道是平台管道系统中重要而又薄弱的环节,是影响海上平台安全运行的重要因素。压缩机进出口管嘴受力限制严格,一般在靠近进出口管道上第1~2个支架采用弹簧支吊架,但弹簧支吊架安装和调试难度较大。对压缩机管道应力分析计算边界条件、应力分析计算工况、应力分析计算方法及评定准则进行了研究,基于渤海某海上天然气综合处理平台,采用CARSAR II软件对离心式压缩机进出口管道进行力学数值计算,优化压缩机进出口管道布置,提出不使用弹簧支架的管道优化方案。结果表明：管道受力、管道位移、管道频率、压缩机管口受力、法兰泄露、管道支架受力均满足要求,现场运行情况良好。

摘要：

实际工程中海缆不可避免会穿越斜滑断层,而目前对兼有水平错动和竖向错动的斜滑断层作用下埋地海缆局部屈曲失稳模式尚未明晰。基于ABAQUS有限元软件建立海缆-斜滑断层三维数值模型,对斜滑断层作用下海缆各结构层局部屈曲失稳开展相应研究,分析了斜滑断层下断层倾角、土体弹性模量以及海缆埋设深度对临界屈曲位错量的影响。结果表明：斜滑断层作用下海缆铠装钢丝位于断层面位置处会发生应力集中并随错动量增加向两侧扩散；各结构层变形具有一致性均呈“S”型,外被层、铠装钢丝和铜导体按照从外到内位置顺序依次发生屈曲失稳；断层倾角为90°时海缆结构承受斜滑断层作用的能力最强；硬质海床土体中海缆较易发生局部屈曲失稳；适当增加海缆埋深可增加海缆抵抗斜滑断层作用的能力。所得结果可为工程中海缆跨断层防护以及局部屈曲判定提供参考。

摘要：

在海洋油气开发领域，干式采油树因能减少海上维护需求、提高作业安全性及生产效率，相比于比湿式采油树具有更多优势。现有的圆筒式平台因垂荡运动较大，无法满足安装干式采油树的要求，需要探索新的解决方案以适应深水环境。为了减小圆筒式平台的运动响应，使其能满足干式采油树的要求，对一种新型深水圆筒式干树平台的运动性能进行了研究。本文基于三维势流理论，研究三种不同垂荡体型式的干树圆筒平台在多种海况下的运动响应特征，并进行相应的模型试验。研究表明：垂荡体过渡段有利于降低平台纵摇运动响应，但对垂荡运动响应影响不大；同时，通过与无月池结构的平台进行对比，得到了月池会增加平台运动响应的结论。

摘要：

为减少锚类事件对海缆服役寿命的影响，指导海底电缆的结构设计、建设施工以及海缆保护装置的布置，本文针对碰撞载荷作用下海上风电海缆的动力响应特性开展了研究。基于ABAQUS有限元软件建立了海缆不同位置处的简化数值分析模型，通过仿真分析研究了不同撞击高度、撞击角度、撞击质量、撞击形状以及土质条件对于海缆动力响应的影响，揭示了不同撞击工况下海缆的破坏模式及海缆的动力响应规律。研究发现撞击物的重量是影响海缆破坏的主要因素，而撞击角度和形状对于海缆破坏的影响较小。本文研究成果可为海上风电海缆的设计施工及防护具有理论指导。

摘要：

垂荡板的结构设计和性能优化一直是海上风机研究中的关键科学问题。为开展半潜式浮式风机平台的垂荡板水动力特性对比研究，基于CFD方法构建了一种新型的半潜式浮式平台和三种新型垂荡板构型及相应模型，开展了不同几何构型垂荡板作用下的浮式风机垂荡、纵摇和横摇自由衰减试验，计算出了各垂荡板下的浮式平台固有周期和阻尼系数，并与无垂荡板模型的仿真结果进行对比，确定了最优的垂荡板构型，并结合不同几何构型的涡量变化规律揭示了各垂荡板的流场演化机理。结果表明：圆形薄板的面积、矩形薄板的边缘形状是提高半潜式平阻尼系数的关键；HP3垂荡板构型对半潜式平台各自由度的运动固有周期和阻尼系数提升最大，为最优方案。相关结果可为半潜式浮式风机平台垂荡板的优化选型提供指导。

摘要：

基于南海某半潜式平台关键热点——结构中应力集中较高区域的实测数据和高精度仿真模型两个维度，获取数值计算和实测应力数据，结合测点对应的应力幅值响应算子(RAO，Response Amplitude Operator)和测点之间的过渡幅值响应算子(TRAO，Transition Response Amplitude Operator)做进一步研究，建立TRAO修正因子和应力孪生修正系数，进而实现对结构热点区域更精确的数字孪生，为计算结构热点的疲劳损伤奠定了基础。结果表明，计算结果与实测值的相对误差约为5 %，孪生应力谱与实测应力谱吻合较好，在峰值部分与实测数据误差为14%，可以在结构安全评估起到一定的指导作用，也进一步表明数字孪生技术在海上结构安全评估中具有较好的应用潜力。

摘要：

沿海地区台风等极端天气情况较为频发，台风环境使海上风、浪、流相较作业工况发生显著的变化。考虑漂浮式海上风机大多在码头进行部分或整体安装。本文针对码头吊装状态下漂浮式风机在非窗口期或突遇台风情况下的系统响应进行仿真模拟。首先建立码头吊装状态漂浮式风机一体化数值仿真模型，其次准确模拟极端台风海况下的海洋环境和环境载荷特性，进一步通过非线性时域仿真对吊装状态下漂浮式风机开展一体化耦合分析，针对不同海况、叶片安装数量、叶片方位角开展敏感性分析。研究结果表明：强台风环境码头吊装状态下漂浮式风机对波浪条件较为敏感，波浪条件主要决定所需靠球的抵抗刚度；吊装叶片数量的变化引起上部风机所受风荷载的变化，同时叶片数量的变化会对非环境荷载入流方向的风机运动产生较大影响；风机系统响应对于叶片安装方位角的变化并不敏感。

摘要：

面外弯曲（Out-of-Plane Bending, OPB）是海洋工程系泊锚链的一种特殊受力状态，曾导致服役锚链断裂事故，造成严重损失。本文对亚洲首座圆筒型FPSO系泊锚链的OPB问题进行了深入分析，对OPB发生风险和可能导致的疲劳损伤进行了详细计算。分析结果显示圆筒FPSO系泊系统存在OPB影响，第一个自由链环是整个系泊系统中最为关键和脆弱的环节。计算结果表明系泊锚链的疲劳寿命为43.67年，满足系泊系统的可靠性需求。本研究为国内首次开展海洋工程锚链的OPB风险分析，提出的评估方法可以为后续类似工程提供参考，对提高FPSO的可靠性与安全性具有参考意义。