摘要：

为解决传统线型电缆不利于漂浮式风电场电缆运行维护的问题，提出动态电缆概念，分析不同结构形式对电缆产生的影响。开展半潜式浮式基础在风浪流联合载荷作用下的全耦合时域仿真模拟。分析悬链线形传统电缆与缓波形动态电缆对浮式风机水动力性能的影响，发现缓波形动态电缆对漂浮式风机水动力性能的影响较小，有利于浮式风机发电。对比采用不同电缆的浮式风机发电效率，结果显示，采用2种线型电缆的发电效率降低幅度均随着风浪夹角的增大而降低，且采用缓波形电缆发电效率的降低幅度小于采用悬链线形电缆。

摘要：

为探究海上大型电气平台底部新型导管架-筒型基础结构整体湿拖的可行性，借助有限元软件展开浮运过程中吃水深度、波浪高度和波浪周期等因素对基础稳性和动态响应影响规律的研究。结果表明：当筒型基础与导管架结构整体在一定吃水深度下且波浪周期在垂向或纵向固有周期附近时，基础可能产生共振现象；筒型基础自身可为包含导管架结构的整体提供足够的浮稳性；在2 m以下波浪高度和5级以下海况条件下，整体结构可进行远距离湿拖浮运。

摘要：

提出一种新型锚链检测机器人用来检查海上漂浮式风电平台系泊锚链。与传统水下机器人相比，该机器人作业时沿锚链进行爬行作业。针对该新型锚链检测机器人，采用ADAMS软件对机器人沿锚链行进运动进行仿真分析。在此基础上，对机器人在锚链以45°和60°两种倾斜状态下的越障能力开展研究。结果表明，该锚链检测机器人在移动过程中运行平稳，符合结构设计要求，同时也为优化机器人结构提供重要数据。

摘要：

为分析竖向和水平载荷作用下溜桩对钢管桩承载特性的影响规律，基于理论分析得到的溜桩区间数据，建立考虑溜桩效应的桩-土数值模型。结果显示：当单桩受到竖向载荷时，溜桩减小桩侧摩阻力，溜桩对钢管桩竖向承载力的影响较为显著；当单桩受到水平载荷时，溜桩条件下钢管桩弯矩大于无溜桩条件下的弯矩，说明发生溜桩会导致钢管桩产生更严重的弯曲变形；溜桩条件下的极限土抗力小于无溜桩情况。

摘要：

为研究各参数对浮式风电装备动态响应的影响程度，寻找响应变化规律和设计优化方向，根据海装6.2 MW浮式风电装备参数进行一体化仿真。结合规范要求、设计经验和环境条件特点，针对不同环境条件的重现期、风谱类型、波浪谱类型、极端阵风周期进行参数敏感性分析，得到浮式风电装备不同部分动态响应结果。结果表明：不同环境条件的重现期和组合方式对运动响应和锚链张力影响十分明显，对机组载荷的影响则与机组所处状态相关；风谱类型主要影响机组载荷，对平台运动和锚链张力影响不大，考虑空间相干性的湍流风谱结果最危险；波浪谱类型对运动幅值和锚链张力极值影响较大，在发电工况下对机组载荷的影响较小，但在空转工况下对机组载荷的影响较大；阵风周期对运动响应、塔筒载荷、机舱加速度影响相对明显，但对轮毂载荷、锚链张力影响不大。

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：

以适用于南海海域作业的圆筒型FDPSO为对象,研究不同阻尼板锥角下FDPSO垂荡和纵摇幅值变化规律。基于三维势流理论计算FDPSO所受波浪载荷,施加不同方法计算得到的粘性阻尼,计算FDPSO的运动响应传递函数,利用谱分析方法预报垂荡、纵摇运动,计算不同锥角下二阶波浪载荷引起的纵摇运动响应。计算结果表明,圆筒型FDPSO垂荡运动相对较强,不过抗摇性能良好。阻尼板锥角的增大不利于FDPSO垂荡和纵摇运动响应的控制,二阶波浪载荷对圆筒型FDPSO纵摇运动响应具有较大影响,应当给于关注。

摘要：

漂浮式Spar是当今海上浮式风机的主要基础结构形式，Spar结构的水动力性能是其安全性的重要指标。准确计算非线性静水恢复力对于Spar结构的水动力性能非常重要。本研究以一台典型6MW的Spar浮式风机作为代表，分析计算了不同倾角下的非线性静水恢复刚度系数，并用AQWA获得的结果进行了验证。并采用时域分析的方法，考虑非线性的静水恢复系数，利用编程程序对Spar浮式风机进行了时域分析，并且将结果与自编软件中计算得到的运动响应进行对比，分析了水动力特性以及静水非线性带来的影响。

摘要：

生活支持平台一般与钻井平台、生产平台等通过栈桥连接,传递人员与补给,栈桥的安全性在海上作业中至关重要。本文提出一种基于模型预测控制的动力定位平台协同控制策略,使支持平台与钻井平台间距离不超过栈桥的可伸缩长度范围。预测模型综合考虑了两平台的全局定位和平台间的相对定位,能有效减小平台间的相对运动。采用自主开发的模拟程序研究两平台在不同环境载荷方向下的栈桥响应特性,结果表明,本文提出的协同控制策略能有效地减少水平面内栈桥的伸缩和旋转。

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。并对其结构完整稳性进行分析，采用网衣群目化算法运用莫里森杆件对于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ABS规范对于运行工况不同入射角度下的结构完整稳性进行评价，得出0度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于平台稳定性的影响，结果表明网衣将会优化平台稳定性，侧立柱直径则会对静稳性高度产生影响，一定范围内增大侧立柱直径可优化结构稳定性。

摘要：

水下机器人已成为海底设施巡检和海洋环境调查的关键装备,海底无线充电基站是解决机器人原位电能补给的有效方案。首先概述了磁耦合式水下无线电能传输技术的原理,针对电磁耦合器结构、补偿网络拓扑、涡流损耗分析等关键技术,综述了水下无线电能传输技术的研究现状,并总结了海底无线充电基站的国内外应用进展。最后,展望了水下无线电能传输技术在基础理论和应用方面的发展方向。

摘要：

【目的】海上浮式装置在受到其他船舶碰撞时，将形成复杂的冲击环境，鉴于海上浮式装置的力学分析严苛性，如不对碰撞所形成的冲击载荷进行分析、优化，过高的分析频率将对后续的工作带来极大的困难。【方法】采用提出基于遗传算法优化变分模态分解（Variational Modal Decomposition， VMD方法）联合冲击谱（Shock Response Spectrum，SRS）的冲击载荷重构方法。首先针对具体冲击响应信号，利用遗传算法优化 VMD 参数，冲击载荷进行分解，随后通过与原始载荷冲击谱对比，确定截止频率，最后基于载荷截止频率，对冲击载荷进行重构。【结果和结论】通过结构动力学响应计算验证，基于遗传算法优化变分模态分解方法联合冲击谱的冲击载荷重构方法，可以在进行结构动力响应前可靠地对冲击载荷进行重构。

摘要：

海洋环境荷载交变作用的特点让疲劳破坏成为主要失效模式；同时,其随机性和模糊性为易损结构的疲劳寿命计算和结构设计带来挑战。针对软刚臂系泊系统铰节点在服役过程中出现的疲劳损伤问题,提出了一种基于原型监测和局部密度双向聚类算法(BCALoD)的疲劳寿命计算方法。首先通过BCALoD算法对获得的船体六自由度进行工况分类,然后利用多体动力学将运动数据转算为受力时程,作为铰节点疲劳寿命分析的荷载谱。在通过ABAQUS建立各个铰节点的有限元模型计算出热点应力,结合Miner线性疲劳累积损伤理论以及雨流计数方法计算疲劳寿命。进一步分析评估了基于实测数据的铰节点疲劳设计指标,指出FPSO软刚臂上铰节点的疲劳寿命不足以支持其完成服役,且各铰节点难以统一维护和更换。可为在役软刚臂系泊系统的疲劳寿命计算提供了一种新的荷载处理方法,为未来海洋平台的设计提供了参考。

摘要：

钝体绕流问题一直是流体力学中研究的热点，但鲜有对带齿圆柱的绕流展开研究，而带齿圆柱又是自升式平台桩腿的核心支撑结构。采用k-ω SST湍流模型对雷诺数3900时的三维带齿圆柱展开了数值模拟研究，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：绕流流场产生了漩涡脱落，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，呈现出“U”形，且在带齿圆柱后产生了与流动方向相反的速度回流区；研究还发现在同一时刻下，沿结构展向不同位置处的流动呈现出明显的三维特性。

摘要：

中国南海海况恶劣,南海FPSO在服役多年后,少数支墩由于建造工艺问题出现裂纹。为规避建造风险,以某南海深水FPSO为研究对象,针对南海常用FPSO箱式支墩形式进行改进优化设计,运用有限元方法对箱式模块支墩和改进后的丰字型模块支墩与十字交叉带裙边支墩进行评估,对不同支墩形式进行强度分析、变形分析和疲劳分析,并对不同支墩的工艺进行综合对比,结合工程实践和有限元计算,给出支墩推荐设计方案。结果表明,优化后的十字交叉带裙边支墩结构强度和疲劳均满足设计要求,同时还具有便于加工组装的特点,最终选定十字交叉带裙边支墩方案。

摘要：

吸力筒导管架基础是一种新型的海上风电基础，针对海洋深水环境，设计适应70m水深的四筒导管架结构形式，并在此基础上设计相同高度与主腿斜度的三桶导管架基础。采用ABAQUS有限元软件，建立导管架结构-吸力筒-土体整体有限元模型，通过对比分析的方法，探究海上风电深水四筒导管架基础的承载力特性。研究发现：吸力筒与土体的位移一致性程度能够反映基础水平极限承载力大小，四筒导管架基础的综合承载特性优于三筒导管架基础；加载高度对于四筒导管架基础的水平承载力特性有着重要影响，基础水平承载力随着加载高度增加逐渐减小；加载方向对于四筒导管架基础水平承载力影响较小。

摘要：

本文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，研究了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，建立了薄板与动力吸振器的数学模型，分析了动力吸振器质量比的选择问题，讨论了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，给出了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，总结了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92.3%。对动力吸振器进行补正设计后，针对第一、五阶模态的减振效果分别提升了0.9%和6.1%。以上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：

为了确保涡轮的长期可靠性,在设计海潮涡轮时应考虑的海浪条件。使用直径为0.9m的三叶片水平轴涡轮作为基准模型,并利用开源的计算流体动力学(CFD)库开源平台OpenFOAM预测水平轴海潮涡轮机(HATST)在海浪和水流条件下的性能。进行网格依赖性测试以选择最佳网格数,以捕捉流动特征。作为验证研究,将生成的波浪轮廓与third-order Stokes波理论获得的结果进行比较,发现模拟结果与理论结果一致。研究了不同海浪频率和高度对HATST的功率性能的影响,结果表明海浪高度对功率性能的影响较为明显。

摘要：

根据南海北部大陆西区气田的分布情况,为更经济和绿色的增加气田的产量,故需要新增立管连接两个气田平台。故以支撑海上平台导管架的腿柱结构为研究对象。采用7套复合材料背负式管卡安装立管,并考虑腿柱的实际受载工况,分析管卡在不同位置时,导管架腿柱结构强度和屈曲稳定性。借助所构建的SACS计算模型,验证了在海洋平台水深88米下,采用7套复合材料背负式管卡时,导管架腿柱结构强度和屈曲稳定性的安全性和可靠性,为其在相同工作环境下平台腿柱结构的设计提供参考。

摘要：

我国海上风电场建设区域的水深较浅，浮式风机多采用悬链线式系泊系统，但风浪等环境载荷使风机产生大幅度运动，系泊系统在极端海况下易出现松弛－张紧现象，导致零张力和极大冲击张力，影响系泊系统的安全。本文以10 MW浮式风机的系泊系统为研究对象，分析不同工况、不同系泊参数下的系泊缆张力及风机运动响应变化规律，探讨系泊缆松弛-张紧现象产生原因，分析不同系泊参数对系泊极限张力的影响。结果表明：提高导缆孔高度、系泊缆增加质量块、浮筒均能有效消除系泊松弛状态，降低系泊极限张力，保证系泊安全。

摘要：

海洋平台所处环境复杂，安全问题日趋严重。通过有限元法对导管架海洋平台进行结构建模与分析是十分必要的。由于平台在服役期会发生结构腐蚀损伤等问题，导致根据设计图纸构建的有限元模型与真实结构会存在交大差异，故需要根据实际情况对有限元模型就行修正。本文提出了一种基于随机森林的有限元模型修正方法，能够快速、准确地给出模型的修正参数。首先选定平台不同的设计参数，对设计参数和基频做Pearson[1]相关性分析，得到和基频相关系数较大的参数，并重新设计实验参数获得基频。然后通过随机森林网络来减小两者之间的非线性差异，验证网络精度及其泛化能力。最终结合实测数据，对比分析了有限元模型的修正的效果。结果表明：模型的回归分数可以达到0.998，修正后的有限元模型能够更加准确反映真实平台的动力特性。

摘要：

为进一步提高海上浮式风电场的系泊效率和经济效益,本文以NREL 5-MW OC3-Hywind spar浮式风机为示范研究对象,提出了一种双共享系泊的设计方法,即风电场中相邻风机之间同时共享系泊线和锚点,并对双共享系泊系统进行了动力响应分析以及成本评估,目的为双共享方法在海上风电场中的应用提供参考。结果表明：共享线的布置导致共享线系统在纵荡运动方向的恢复刚度有所降低,对平台纵摇和垂荡运动的影响较小；不同方向环境荷载作用下,多线锚净荷载的大小基本不变并且小于最大单线锚荷载,方向与环境荷载方向基本保持一致；对于试点规模风电场的系泊成本统计结果表明,采用双共享系泊的方式可使系泊总成本降低32.84%。

摘要：

【目的】使用离散模块梁单元（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。【方法】使用三维势流理论进行水动力分析，并基于Cummins方程将DMB方法扩展到时域；使用子梁法进行位移响应还原。求解结构力响应时，结构被视作一无支持、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两类。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。【结果】计算了定点货物移动和飞机降落工况下的水弹性响应。【结论】DMB方法可以准确计算结构位移响应，也能给出非稳态加载过程中初始阶段的弯矩分布，并体现由于集中力作用引起的弯矩突变。

摘要：

海上平台火炬臂的长度影响平台的安全、结构重心以及工程投资。在火炬系统的设计中，火炬臂角度直接影响火炬臂长度的确定。以国内某海洋平台为例，利用Flaresim、Phast软件，从热辐射、噪声及扩散三个方面，对不同角度、风速下的火炬臂长度进行系统分析，认为：①热辐射是决定火炬臂长度的关键要素；②火炬臂角度直接影响着火炬臂长度，对于国内某平台的火炬系统，决定工况点从火炬臂根部（0°至30°）变成修井机二层台面（45°至90°）；③在火炬臂角度45°时，可实现最小化火炬臂长度，兼顾平台安全性与经济性。

摘要：

含吸力桩的井口装置这一创新型装备可有效解决南海复杂环境下的海上油气开发产生的相关技术难题。通过Orcaflex模拟仿真分析和Abaqus有限元分析对单吸力桩双井口模型开展双井口吸力桩飞溅区入水过程敏感性分析、双井口吸力桩入泥过程吸力泵吸力计算、双井口吸力桩入泥姿态控制策略分析与计算，并得到吸力桩飞溅区下放时的动态响应规律、吸力桩负压贯入时所需吸力大小以及土壤极限承载力变化规律。模拟结果表明，吸力桩在下放时应降低吊机速度以减小入水速度、减小迎水面积、增加配重块，以避免缆绳出现松弛现象；吸力桩入泥过程所需吸力值可提供3235.2kN-3709.94kN，其对应的承载力可达到9271kN-10289kN。

摘要：

高效大流量排水泵是突水抢险排水的重要设备,为进一步理解排水泵的内部流动特性,以离心式排水泵水力模型为研究对象,采用ANSYS CFX数值模拟方法,基于三维不可压缩流体的N-S方程和RNG k-ε湍流模型,对不同工况下的离心式排水泵水力模型的内部流场进行了数值模拟。通过数值计算获得的水力性能数据与试验数据进行对比,验证了数值计算方法的可靠性。计算结果表明：当流量较小时,泵内部存在流动旋涡,随着流量的增大,流动漩涡现象得到一定程度改善；叶轮径向力随流量增加而减小,轴向力随着流量增加而递增,且叶轮径向力具有较大幅值的周期性变化,而叶轮轴向力周期波动的幅值较小；泵内各监测点的压力脉动主频为一倍叶频,且高幅压力脉动均集中在低频区,主频脉动幅值随流量的增大而减小。研究结果探明了排水泵的内部流动特性,可为类似泵优化设计提供有益参考,进而提高其运行效率。