摘要：

针对风机法兰连接处高强螺栓失效影响结构安全运行的问题，以我国江苏如东某风电场4 MW单桩式风机为原型，建立含有螺纹结构的局部法兰模型和考虑法兰连接结构的整体风机模型。开展局部法兰结构在偏心载荷下的摩擦耗散能变化规律以及极限状态下的失效行为研究。通过整体风机模型探讨不同位置处螺栓松动数量、比例与结构承载力之间的关系。结果表明：局部法兰螺栓结构的敏感松动位置位于近加载端的第一圈接触螺纹，极限破坏形式为螺母与螺杆未旋合部位发生断裂破坏；对于整体法兰模型，法兰分离量随受拉侧螺栓松动数量增加呈现先增加后趋于平缓的趋势，法兰分离量对于受拉侧螺栓的初始松动较为敏感。

摘要：

为了解吸力桶导管架基础冲刷特性，采用FLOW-3D软件建立吸力桶导管架基础冲刷数值模型，模拟不同水深、流速、迎流角条件下的基础冲刷情况。仿真结果表明：桶型基础尾流对后端桶型基础冲刷存在削弱作用，导致其冲刷深度减少35%~50%，当迎流角为60°时后端桶型基础冲刷深度最小；整体冲刷受水深影响较小，不同水深下冲刷情况相似；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，整体呈线性关系。综合评估吸力桶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：

在海上升压站上部组块平移过程中桩靴基础不均匀沉降可能对自升式平台及导管架平台安全稳定性造成威胁，亟需开展该过程中相关平台结构的安全稳定性分析。借助Abaqus有限元软件分别建立上部组块-自升式平台/导管架平台-地基土体相互作用的三维弹塑性数值计算模型，并通过已有理论方法验证数值计算模型的合理性与可靠性；采用DLOAD子程序进行二次开发以模拟该过程中平台复杂受荷情况并确定最不利受荷位置；开展自升式平台及导管架平台的安全稳定性分析。结果表明，在海上升压站上部组块平移过程中，自升式平台上自行式模块运输车（Self-Propelled Modular Transporter，SPMT）轨道的最大纵向坡度仅0.69‰，远小于规范指标要求2.00%，因此可认为自升式平台满足安全稳定性要求。计算得到导管架平台桩基承载能力安全因数为1.29，未满足美国石油协会（API）规范的相关要求，导管架平台结构安全储备不足，存在一定的安全隐患。研究成果可为类似工程提供参考与借鉴。

摘要：

为准确估计导管架基础管状交叉节点处的疲劳寿命，采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准确的疲劳寿命分析。为验证局部精细模型的可靠性，使用SACS软件进行对比分析。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可较为准确地估计管状交叉节点处的疲劳寿命；随机波浪更能反映真实海况，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：

为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，采用计算流体动力学（Computational Fluid Dynamics，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，在部分工况下最大增加70%；随着导流槽旋转角度的增大，导流面的总压随之增大；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设计及热防护等工作具有参考意义。

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：

海上光伏平台多部署在近海浅水海域，波浪非线性效应显著，波浪与光伏平台相互作用易发生砰击现象，从而对结构造成不可逆的损伤。考虑到势流理论无法考虑波浪的强非线性及波浪与光伏平台的砰击作用，本文基于计算流体动力学理论建立数值波浪水池并完成数值波浪水池的有效性验证，在此基础上建立浅水非线性波浪与海上光伏平台结构双向耦合动力分析模型，探究了波陡参数对光伏平台砰击荷载、甲板上浪的影响规律。结果表明，随着的波陡参数的增加，作用在结构上的波浪砰击荷载逐渐增加，极端工况下出现光伏水平甲板上浪现象。海上光伏平台柱状浮筒结构的波浪砰击荷载呈现出类“W”型变化规律，光伏平台多个柱状浮筒中，上游浮筒与中心浮筒背浪侧砰击荷载明显大于迎浪侧砰击荷载，其砰击荷载峰值超出约15~45%。在极端波浪条件下，海上光伏平台将出现二次砰击现象，柱状浮筒迎浪侧两次砰击荷载峰值差异约为10~23%。

摘要：

[目的]聚焦于风渔融合装备在收鱼阶段的靠泊安全性问题。[方法]基于非线性有限元软件对活水船靠泊风渔融合装备时的导管架平台结构特性进行深入研究。研究在不同区域正常碰撞工况下,风电机组与渔业养殖平台组合体靠泊时的运动响应规律及结构损伤,探讨靠泊系统的设计合理性。[结果]结果表明,在活水船碰撞导管架单侧单根靠泊立柱的情况下,靠泊系统部分区域已经发生塑性变形。撑杆与导管架腿柱之间的贴板角焊缝及其周围局部区域,经分析后出现塑性变形,且有拉裂、脱开的风险。[结论]研究成果可为风渔融合靠泊作业高效且安全地运行,最大程度降低安全风险与经济损失提供一定参考。

摘要：

为实时监测甲板结构变形状态，本文提出了基于空间曲线的导管架平台甲板结构主梁变形反演方法，具体思路为：由光纤应变传感器采集稀疏离散应变数据，根据应变与曲率线性关系将其换算为曲率数据，通过插值算法获取连续曲率数据，逐段积分并递推得到各微段端点位置坐标，最终拟合形成连续空间曲线实现结构变形反演；进一步地提出双向递推策略以消除计算过程中的递推累积误差及端部温差。基于ANSYS软件建立某导管架平台甲板主梁结构数值仿真模型，通过数值分析验证变形反演算法的有效性。结果表明：布置测点间隔1/10模型长度时最大相对误差不超过3%，基于空间曲线的结构变形反演方法具有较高的计算精度；测点间距为1/8模型长度时双向递推算法误差相较于单向递推算法减小50%以上，端部误差消除效果较为显著。依托埕岛油田某在役导管架平台进行实时应变数据采集，结合变形反演算法计算出其主梁变形范围为-10mm至10mm，变形幅值相对较小，初步判定结构处于安全状态。相关研究结论可为导管架平台健康监测及安全预警研究提供重要参考。

摘要：

涡激振动是导致海洋立管疲劳破坏的主要原因之一。对海洋立管在气液两相内流及均匀外流共同作用下，其横流向涡激振动特性进行了分析和研究。建立顶张式立管非线性动力学控制方程，应用改进的尾流振子模型，并对非线性方程进行无量纲化，采用Galerkin方法对立管控制及尾流振子方程进行离散化处理，利用四阶Runge-Kutta方法对方程进行求解，对不同内流流速、气体体积分数下，顶张式立管的涡激振动特性进行了研究。并与相关实验结果对比，验证了该模型的准确性。结果表明：海洋立管涡激振动响应主导模态主要受外部洋流流速决定，外流流速越大，激发的主导模态越高；内流流速和气体体积分数均会对立管固有频率产生影响，气体体积分数越大，立管固有频率越高；内流速度越高，立管固有频率越低。

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床土体。开展与膨胀弯相连的海底管段的沉降量模拟，对于提出安全高效连接二者的方法具有重要意义。本文旨在数值模拟和模型试验相结合，提出海底管道在自重作用下沉降量的模拟方法。基于耦合欧拉-拉格朗日（Coupled Eulerian-Lagrangian, CEL）方法，建立了海底管道在软土地基沉降的有限元模型，综合考虑土的剪切强度，分析了不同缩比尺对于管道沉降量的影响，形成了通过缩比管道沉降量外推原型管道沉降量的方法。另外，开展了不同缩比尺的海底管道在软土地基的沉降试验，验证了数值外推方法的合理性。

摘要：

未埋地的海底管道由于高温高压容易发生侧屈曲，通过在设计位置引入残余曲率，诱导控制侧屈曲发生。土壤的轴向阻力是影响屈曲的关键。因此，通过ABAQUS二次开发，结合Vs+Fortran，通过Fortran编写相关的自定义摩擦系数FRIC子程序将三线性管道-土阻力模型纳入数值模型，研究了非线性轴向土阻力对海底管道帽形屈曲的影响。研究了各种因素对管道帽形屈曲的影响，包括轴向断裂土阻力、轴向断裂动员距离、轴向残余土阻力、轴向残余动员距离。结果表明，管道屈曲受到轴向阻力的影响。轴向断裂阻力和断裂动员距离同时影响屈曲前后状态，而轴向残余阻力和残余动员距离主要影响屈曲后状态。因此，在管道屈曲的工程设计中，建议仔细选择考虑实际现场条件的适当的轴向土阻模型。

摘要：

船舶航向保持控制是船舶自动驾驶系统的核心技术之一，广泛应用于提高船舶航行的稳定性与安全性。为了提升船舶在复杂海况下的航向保持性能，提出了一种基于事件触发机制的自适应控制器。通过反步递推算法推导出包含自适应参数的控制律，并根据“育鲲”轮的实际参数进行控制律的具体化。研究中，采用Simulink工具箱建立了风浪干扰模型，并加入不同强度的海浪白噪声，设计了适应当前工况与船舶特性的事件触发条件。仿真结果表明，相较于传统负反馈控制器，基于事件触发机制的自适应控制器在操舵平稳性、响应速度和航向精度方面具有显著优势，能够更好地满足安全航海和绿色航运的需求。

摘要：

海底电缆是海上风电的电力传输生命线，然而悬空段海底电缆裸露于海床上方，长期受海洋循环载荷影响，易发生损伤。本文基于ORCAFLEX建立了“单桩基础-海缆-套管-土”三维动力响应分析模型，研究了套管保护在不同海况与波流入射角下的保护效果。结果表明，波浪和海流在0°入射时，海缆的弯曲半径最小；在90°入射时，海缆的张力最大；保护管的存在不仅提升了海缆弯曲半径，避免海缆弯曲失效，使海缆曲率变化更加平缓，改善了海缆的弯曲性能；还可避免环境载荷对海缆的直接作用，降低了海缆内部张力。

摘要：

中东地区作为全球海上油气开发的重要区域，其海洋工程总承包项目具有设计标准高、国际采购复杂、施工技术难度大等特征。通过中东地区某海洋工程EPCI（设计、采购、建造、安装）总承包项目的具体实施，系统分析了设计管理在项目全生命周期中的关键作用，并整合设计、采购、建造及安装环节，提出以设计引领为核心的管理策略，重点探讨设计管理、界面协调、变更管理及供应链优化等实践方法，通过.前置后续环节需求至设计阶段，可显著降低项目成本与风险。因中东地区特殊性，建议采用强矩阵人力资源配置、动态经验教训库及本地化干系人管理机制，有效提升了项目执行效率，为我国能源企业在“一带一路”沿线复杂环境下开展国际总承包项目提供参考与借鉴。

摘要：

针对海上光伏板吊装作业的可行性评估问题，本研究基于三维势流理论构建施工船与吊物的动态耦合模型，采用ANSYS-AQWA软件开展时域数值模拟，结合Gumbel极值分布方法量化关键响应特性。通过分析不同波浪周期）与有效波高条件下吊机载荷及吊物运动的动态响应规律，确定极限允许海况，并基于海域波浪统计数据计算全年可作业概率。结果表明：波浪周期与有义波高对作业安全性具有显著影响，极限海况下吊机载荷与吊物运动幅值分别超出安全准则；研究结论可为海上光伏吊装作业的安全评估与施工窗口规划提供理论依据。

摘要：

针对导管架平台结构在水面以下位置处响应难以测量，且非模态响应重构方法缺乏结构特征约束的问题，提出了一种导管架平台结构全局响应重构方法。以结构的应变响应为例，利用结构脉冲响应获取先验模型有限测点与全局测点间的最优缩放正交基，进而基于测量响应和该正交基实现服役载荷下的结构全局应变重构。为了验证方法的可行性，本文以一物理导管架平台模型为原型建立导管架平台数值模型并进行了参数修正，基于此模型，以RE、TRAC、FRAC为响应精度评估指标，结合遗传算法进行了多谐波荷载激励下的全局应变响应重构及噪声鲁棒性分析。数值分析表明，基于本文所提方法重构应变在各验证节点平均误差为1.81%，TRAC、FRAC均在0.9997以上，相较于固定基函数重构应变误差降低了8.67%，曲线趋势及形状与计算响应曲线更吻合，同时所提方法对于噪声干扰具有较好的鲁棒性。研究成果可以为海上导管架平台的疲劳监测提供技术参考。

摘要：

井架作为石油勘探中关键的组件之一，其结构的稳定性、安全性至关重要。然而，以往的大多数研究中，未考虑井架因长期服役过程中所带来的损伤，以及连接井架的销轴对于井架起升安全性的影响。为了研究含损伤和销轴的井架在起升时不同角度的承载性能，建立井架全梁模型和局部销轴多尺度模型进行井架起升力学仿真分析。结果显示，随着井架起升角度增大，起升力逐渐减小，井架初始起升角度承载最大；对含有锈蚀的井架进行力学分析，其承载能力随锈蚀深度的增加而减小；销轴在井架起升中承担较大的应力，应力数值随着井架起升角度的增大受载逐渐的变小。研究成果可对井架起升现场安全评估与测试有一定的参考价值。

摘要：

为了研究圆筒型FPSO系泊系统的动力响应特性，基于“海葵一号”圆筒型FPSO及其系泊系统的基本参数，利用海工有限元分析软件OrcaFlex建立FPSO及其系泊系统的全耦合分析模型。通过集中质量法计算得到系泊系统各系泊缆的最大张力，在百年一遇的环境条件下分别对压载和满载FPSO的系泊系统进行安全校核。结果表明，全部的系泊缆各结构符合API强度标准。在全部迎流向承受最大张力的系泊缆中，平台压载工况下锚链4的各结构承受张力最大，满载工况下锚链5的各结构承受张力最大。满载和压载工况下FPSO的最大横向位移在风浪流方位角115°~135°之间存在较大差异，其余方位角范围内基本保持一致。该研究可为对圆筒型FPSO系泊系统的工程实践提供一定的参考。

摘要：

本文基于Hamilton原理和Kirchhoff 假设构建了锚索结构三向耦合运动分析模型，通过求解锚索结构三向耦合运动分析模型的Hill方程组，得到对应工况下的锚索结构参数激励不稳定区间，并基于此对结构进行参激不稳定性分析。结果表明当参数激励频率为锚索结构任意阶固有频率的一倍或二倍时，会引发结构的参激共振，使结构出现失稳现象。锚索结构的位移、速度等初始条件并不影响结构的参激不稳定性，而水体阻尼可以使锚索结构的稳定性增加。

摘要：

为提升振荡水翼的能量提取效率，探讨了襟翼型振荡水翼主尾翼之间的间隙比对其性能的影响。采用了计算流体动力学对原始振荡水翼进行了数值仿真模拟，并通过与公开数据的对比验证了模拟方法的精确度，确保了仿真结果的可靠性和精确性。此外，构建了襟翼型振荡水翼模型，采用重叠网格技术，针对动态运动特性振荡水翼的襟翼摆动过程中的间隙比，进行了详细的数值仿真研究。数值仿真模拟结果揭示了主尾翼之间的间隙比对能量提取效率的显著影响机制。通过参数化分析，在的特定条件下，襟翼型振荡水翼的能量提取效率可达50.50%，相比原始振荡水翼效率提高了16.94%。仿真结果表明，襟翼型振荡水翼的能量提取效率随着间隙比的减小而增大。

摘要：

波浪滑翔机是一种低航速、欠驱动的新型海上无人航行器，其现有扁状脐带缆在运动中会发生弯曲、扭转，增大了迎流面积进而增加了系统阻力。为改善上述现象以提升平台运动性能，设计了三种截面形状的脐带缆，使用了基于双向流固耦合的数值仿真与拖曳水池试验相结合的研究方法，对0.6 m/s典型航速不同张力工况下各脐带缆的阻力特性进行了数值模拟与试验研究。结果显示：在数值仿真中，流线型缆相对于现有扁型缆在800 N张力工况下前进阻力降低了55.2％，在200 N张力工况下沿来流方向最大位移减少了89.2％，尾流场流动平稳，无明显漩涡形成。在试验中，流线型缆相对于现有扁型缆在200 N张力工况下阻力降低了67.3％，弯曲程度较小，无明显扭转，运动姿态稳定。

摘要：

运动抑制结构作为圆筒型FPSO的关键装置，对于降低平台的垂荡和纵摇运动具有重要意义。延伸筒体和减动装置之间的连接结构是保证结构设计的关键，为了验证结构设计方案的合理性，通过MSC.Patran/Nastran软件研究运动抑制结构在拖航和作业工况下的结构强度，选择合适的连接结构，并根据强度计算结果对延伸筒体内的水密舱壁和非水密舱壁、减动装置的强框和非水密隔舱板、连接结构等关键构件提出优化建议。结合分析结果和施工工艺等方面，选择肘板式连接结构作为最终设计方案。

摘要：

作为电力汇集传输和通讯维护的枢纽，升压站在海上风电场中扮演着至关重要的角色。在海上升压站装船拖航施工过程中，结构的变形与应力对施工安全稳定性有很大的影响。本文以某海上升压站导管架基础为研究对象，利用数值模拟方法开展基础装船拖航施工安全稳定性研究，在确保导管架变形与杆件应力均满足安全规范要求前提下对比了不同施工方案的导管架稳定性与经济效益。结果表明：采用垂直装船与拖航形式的导管架基础，相较于水平装船与拖航杆件发生变形更小，结构UC应力值分别降低0.022和0.081，在施工过程中杆件更为安全，对施工船舶要求低且经济性更好，可为海上升压站导管架基础施工提供必要的指导借鉴。

摘要：

陆丰15-1导管架平台作业区域水深286m，导管架采用滑移下水安装方式，是中国海域首座300m级深水导管架。设计过程中采用MOSES软件对下水过程进行了运动数值模拟分析。为验证下水运动分析的准确性，保证导管架安装过程的安全，为后续更大深水导管架安装和仿真模拟提供数据支撑，在导管架上预先安装了下水动态监测系统，下水过程中对导管架和驳船的运动轨迹进行了监测，各项主要监测指标均位于导管架设计结果之内，但个别指标有一定差异，如导管架下潜深度、驳船和导管架纵倾角。本文结合反馈的下水过程监测成果，利用MOSES软件对下水过程进行了回归对比分析，针对其中的导管架下水主要差异开展了敏感性研究，相关研究结果可为今后的深水导管架下水设计提供参考。

摘要：

随着全球能源结构的转型和对环境保护的日益重视，海上风电作为一种重要的可再生能源开发方式，正迅速发展。自升式平台船在海上风电场的建设中扮演着重要角色，然而，自升式平台船的建设和运营受到多种因素的影响，如风速、波浪等海洋环境条件以及平台的结构设计参数，这些因素的不确定性对平台的动力响应有着显著影响。本文以防城港海上风电项目为依托，在ABAQUS中建立了自升式平台船有限元模型，计算了100年重现期的风浪流荷载，采用Turkstra叠加准则分析了不同环境荷载参数以及平台尺寸对结构动力响应的影响。研究结果表明：自升式平台船与波浪不存在共振风险；结构的动力响应随着风速，波高的增大而增大，随着波浪周期的增大而减小；结构对不同尺寸参数的敏感性大不相同，结构对桩腿沿长轴方向距离L1较敏感，而对桩腿到平台短边距离L4不敏感；当荷载作用于不同方向时，尺寸参数对结构动力响应的影响也有所差别。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，对自升式平台的设计与动力响应控制具有重要的理论意义和应用价值。