摘要：

基于FAST建立OOstar平台的时域模型，研究风浪联合作用下平台的运动响应，采用统计学方法分析平台的不规则运动规律，利用傅里叶变换对平台运动进行频谱分析，重点关注波浪载荷差频分量及风载荷对平台低频慢漂运动的影响。结果表明：在不同海况下差频分量与风载荷均会使平台运动振幅增加，并使大振幅对应运动周期的离散性增强，而对小振幅对应运动周期的影响较小；差频分量对振幅及运动周期的影响随着海况的恶劣而增强，风载荷则相反。频谱分析表明，差频分量在不同海况下对平台自振频率处运动的激励影响均较大，风载荷则在四级海况下对平台自振频率处运动的激励影响较大，在八级海况下对平台自振频率处的激励影响较小。

摘要：

为探究海上风电基础有效的冲刷防护方法，针对某实际工程在波浪作用下的冲刷防护，分别提出抛石与柔性幕布、仿生水草与抛石、水平隔板与套筒等3种复合防护方法，并在波浪水槽中开展冲刷物理模型试验，分析不同防护手段作用下桩基周围的冲刷形态和最大冲刷深度。结果表明：柔性幕布可减小抛石单独作用时下潜流和马蹄涡对床身的剪切作用并减少床身砂石的流失；仿生水草可起到类似的作用，同时可减小正向流速和防止二次冲刷的作用；套筒可弥补水平隔板单独作用时水平隔板边缘易受冲刷的缺点。3种防护方法在波浪作用条件下的冲刷防护效果均较好，且水平隔板与套筒的复合防护方法效果最佳。

摘要：

为了解海上风电塔筒吊装过程中塔筒受力变形特征，采用Abaqus数值分析软件建立塔筒吊装三维有限元数值模型，分析塔筒厚度、长度及直径对筒身最大变形的影响规律。结果显示：当塔筒起吊处于水平状态下时，辅吊点处应力集中而发生屈服破坏；塔筒最大应变随着塔筒长度及直径的增加而增大，随着塔筒厚度的增加而减小；基于敏感性分析数据，提出基于遗传编程（Genetic Programming，GP）的塔筒最大变形预测模型，平均误差仅6.19%。数值分析结果可为海上风电塔筒吊装施工提供参考。

摘要：

海上风电机组的运维成本占海上风电场全生命周期成本的很大部分，因此降低运维成本是保证海上风电经济效益的关键。分析目前海上风电场常用的运维方法，提出多种人员转运船、运维母船、直升机组合的运维方案。根据海上风电场的位置、运维方式、维修时间、运维计划等因素，以最低的运维成本为目标，建立海上风电场运维模型，得到多种运维方案的最优运维团队数量。以江苏某风电场为例，根据风电场的特点进行实际运维方案设计，得到最佳运维方案。

摘要：

介绍浮式风机在深远海风能资源开发中的优势及国内外研发现状，简述波浪能发电的原理并综述在浮式风机上集成波浪能转换器的最新研究进展，归纳海水制氢的几种途经并梳理海上风电联合海水制氢相关概念设计及发展潜力，分析浮式风机整合海洋养殖笼的水动力特点并例举海上风电联合海洋养殖的试点项目，为基于浮式风机的海洋清洁能源融合发展提供参考。

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：

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。

摘要：

为研究上部组块耳轴式吊点的强度，以吊绳垂直面投影角度、耳轴的径厚比、主管的径厚比为主要参数，设计了15个吊点。采用ANSYS软件建立其有限元模型，揭示了TRUN吊点强度变化规律。基于有限元研究影响规律，依据API规范，针对吊点主要受力部位主管和耳轴进行了手算强度校核，将手算结果与有限元计算的吊点强度结果进行对比分析，验证本次建模及计算方法的正确与有效性，确保整个吊点强度满足要求。在有限元吊点计算分析和手算吊点强度校核基础上，得出各参数对吊点影响规律，进而为吊点强度设计和研发提供有力支撑和参考。

摘要：

海上风能具有储量大，可再生等特点，因而海上风电的发展备受关注。近年海上风电不断向着大型化发展，风机的体积大、重量重以及安装时的恶劣环境等因素，使得海上风机安装更加困难。为了解决海上浮式风机安装时，风机塔筒与风机基础快速对中、预连接这一关键性问题，设计了一种定位连接装置。并结合水动力分析所得浮式平台动态响应，以及安装时风机机舱及塔筒所受风载荷，建立浮式风机安装时的有限元模型，对所设计的定位连接装置进行强度校核。结果表明，所设计的定位连接装置满足结构强度要求，可以应用于海上浮式风机与基础的快速连接。

摘要：

本文提出了一种新型多层框架漂浮式光伏结构，并根据其结构特性设计了一套桩基固定-水平系泊方案，采用数值方法探究了模块连接方式、潮位变化、荷载方向改变等因素对漂浮式光伏方阵动力响应及系缆张力响应的影响规律。结果表明，水平系泊方案下漂浮式光伏方阵的纵荡/横荡运动响应不超过1.35m，垂荡运动响应不超过0.5m，横摇/纵摇运动角度不超过6.5°，系缆张力响应不超过110kN，而且不同潮位下漂浮式光伏方阵运动响应幅值差异不大，最大百分比约为54%，本文提出的多层框架漂浮式光伏结构及桩基固定-水平系泊方案可以较好的适应极浅水、大潮差环境条件。

摘要：

水下控制模块是水下生产系统中的重要装备，全电式的水下控制模块是主要发展方向。本文为解决传统全电水下控制模块的内部电子器件集中、结构复杂、共模故障率高等问题，提出一种分布式全电水下控制模块方案。文章通过Ansys仿真软件对关键结构进行强度仿真分析和散热仿真分析，验证结构的合理性，通过TwinCAT软件搭建控制系统，验证系统控制功能实现性。经过仿真和功能测试，初步得出了分布式全电水下控制模块设计的可行性，为水下生产控制系统的设计和实现提供了新的思路。

摘要：

依托某海上风电项目,基于ABAQUS软件建立了包括导管架-钢管桩-地基的嵌岩海上升压站模型,依据模拟的风浪流环境荷载,通过数值方法分析地基弹性模量对结构自振频率的影响,以及分析地基弹性模量与钢管桩在中风化岩层中的嵌岩深度对结构动力响应的影响。结果表明：地基弹性模量与结构自振频率成正相关,与钢管桩桩顶最大水平位移成负相关；随着中风化岩层中嵌岩深度的增大,钢管桩桩顶最大水平位移逐渐减小,而中风化岩层中嵌岩深度的改变对钢管桩桩身剪力弯矩的分布情况影响较小；在布置钢管桩内分段灌浆时,应避免中砂填充段位于岩层交界处且优先布置在弹性模量较大的岩层段。

摘要：

海洋油气开发一直是我国能源产业的重要板块，海上丰富的油气资源是我国未来发展的重要血液。近年来由于航运业和渔业的不断发展，海上活动日益活跃，意外锚泊事故时有发生，对海底管道的安全运行造成了极大的风险，而传统海底管道防护方法又存在多种局限性，故急需研发新型防护装置以防止落锚、拖锚及拖网带来的事故损失。本文通过设计一种玻璃纤维复合材料海底管道防船锚和渔网装置，采用ABAQUS显式动力学分析方法建立船锚-防护装置-海床土壤耦合模型，分析防护装置对落锚、拖锚及拖网多种行为的力学响应，研究发现落锚、拖锚及拖网的冲击速度对最终响应结果有较大影响，防护装置在厚度上的优化需要结合经济性进行权衡，本文设计的海底管道管头段防护装置对落锚、拖锚和拖网的第三方冲击有很好的防护效果，同时提供一种海底管道复合材料防护装置评价方法。

摘要：

我国海上风电正处于快速发展阶段,自升式平台船在海上风电场的建设中扮演着重要角色,而其桩腿稳定性直接关系平台船的安全作业。本文基于有限元软件ABAQUS建立了自升式平台船桩腿有限元模型,分析结构在风、浪联合荷载作用下的结构动力响应特征。研究结果表明：自升式平台船与波浪不存在共振风险；风荷载是影响整体结构稳定性的主要因素,结构的动力响应随波浪流荷载和风荷载的增大而增大；风、浪、流荷载联合垂直作用于桩腿轴线时,会产生极端应力、位移响应,结构设计时应当在桩腿与平台连接处做加强处理。本文的研究成果为自升式平台船的设计与改进提供了科学依据,对确保平台船在恶劣海洋环境下的安全运行具有重要的理论意义和应用价值。

摘要：

变截面桩由于独特的承载优势逐渐应用于各种工程结构中，相比于等截面桩其具有更加复杂的受力和变形。而对于超长桩的稳定性，桩的自重也是重要影响因素。基于变截面桩的截面结构分段构建挠曲线方程，将重力等效成集中荷载；利用段与段之间的边界条件联立各个微分方程，求解方程组并推导各段临界荷载的递推关系式，基于遗传算法求得最优解进而计算得到n段变截面桩的临界荷载。以海洋平台裙桩为例，验证了算法的可靠性。同时基于遗传算法的多目标优化进行变截面超长桩截面厚度的优化设计，优化结果符合预期。

摘要：

海上风机基础在服役期间会承受风、浪、流及叶轮转动产生的水平向静、动荷载。在长期循环荷载作用下，基础承载力会产生弱化现象。通过基于模型试验与有限元数值模拟相结合的方法，开展了循环荷载作用下单桩基础累积变形及承载力弱化研究，揭示了单桩基础累积变形及承载力随循环荷载次数、幅值的影响规律。单桩基础累积变形随荷载循环次数的增加而近似成幂函数增加，承载力随着荷载循环次数的增加而降低，且双向循环荷载对单桩基础的累积变形及承载力的影响比单向循环荷载更加显著。研究成果可为风场开发建设提供指导与借鉴。