中国海洋平台
  • 主管单位:中国船舶集团有限公司
  • 主办单位:中国船舶集团有限公司第十一研究所
  • 发行周期:双月刊
  • 快捷分类:石油、天然气类
  • 国际刊号:1001-4500
  • 国内刊号:31-1546
  • 创刊时间:1986年
  • 邮发代号:4-917
  • 出版地区:上海
  • 期刊开本:大16开
  • 出版单位:《中国海洋平台》编辑部
  • 发行单位:《中国海洋平台》编辑部
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    • 基于CFD的ROV航速预报

      施兴华,贲青青,张婧,钱佶麒

      2022(04):1-8, DOI: 10.12226/j.issn.1001-4500.2022.04.20220401

      摘要:

      基于计算流体动力学(Computational Fluid Dynamics,CFD)理论,根据剪切应力传输 (Shear Stress Transfer,SST)模型 湍流模型数值求解和雷诺平均方程(Reynolds-Averaged Navier-Stokes equation,RANS)原理,通过切割体网格划分法计算三自由度运动模式下遥控无人潜水器(Remotely Operated Vehicle,ROV)的二阶阻尼系数、线性阻尼系数、ROV附加质量,建立ROV三自由度动力学模型。采用STAR-CCM+计算单个导管螺旋桨的各水动力数值,考虑ROV对导管螺旋桨的影响,计算其水动力性能。在此基础上,进行ROV动力与阻力的匹配,提出一种基于回归曲线法的航速预报方法以实现ROV航速预报。结果表明:单独螺旋桨产生的推力之和可作为ROV的总推力;在固定螺旋桨转速的情况下,在预估航速附近设置多个航速点,通过迭代法和回归曲线的方法确定此转速下推力与阻力相等的航速点,可实现螺旋桨不同转速下ROV航速的预报。

    • 波浪作用下并联三箱间窄缝内流体共振

      冉雅晴,姜胜超,耿宝磊

      2022(04):9-16, DOI: 10.12226/j.issn.1001-4500.2022.04.20220402

      摘要:

      采用数值方法对不同吃水并联三箱在波浪作用下的窄缝间流体共振问题进行研究。考虑大吃水方箱不同布置位置对缝隙内共振波高、三箱系统透射因数与反射因数,以及不同箱体所受波浪作用力的影响。数值结果显示:当大吃水箱体布置于迎浪测时,三箱系统前方反射因数最大,波能无法进入三箱系统,导致三箱系统缝隙内共振波高最小,对应箱体所受水平波浪力和垂向波浪力也最小,说明上游大吃水箱体可对后方形成良好的遮蔽效应;当大吃水箱体位于中间位置时,第一窄缝处共振波高变化最大,并出现双峰现象,此时迎浪侧较小箱体所受水平波浪力最大;当大吃水箱体位于下游时,第二窄缝处的共振波高远大于其他2种工况,并伴随明显双峰,迎浪侧小箱体受垂向波浪力也最大;当大吃水箱体位于中间或下游位置时,大箱受力大小基本相同。

    • 变水深地形下半潜式生产生活平台系泊性能

      丁爱兵,汪学锋,徐胜文

      2022(04):17-23, DOI: 10.12226/j.issn.1001-4500.2022.04.20220403

      摘要:

      综合考虑地形条件的影响,针对半潜式生产生活平台及其系泊系统开展数值计算和模型试验,对平台在不同海况下的运动响应、系泊力等结果进行对比分析,验证平台系泊系统的安全性。研究结果一方面可为系泊系统的进一步优化提供数据基础,另一方面可为平台的实际工程应用提供理论和技术支撑。

    • 基于FPSO运动的多波型立管响应对比

      周雷,吴凡蕾,余杨,余建星,王巍巍

      2022(04):24-30, DOI: 10.12226/j.issn.1001-4500.2022.04.20220404

      摘要:

      基于最小势能原理建立立管非线性力学模型,应用海洋工程分析软件OrcaFlex进行数值模拟,通过控制变量法分散浮筒的布置位置,建立单波、双波和三波构型立管。考虑浮式生产储泄油装置(Floating Production Storage and Offloading,FPSO)六自由度响应,对比3种构型立管垂向运动及整体von Mises应力分布,通过比较触地点动态位移判断出具有最优运动隔离效果的立管构型。结果表明:考虑浮体响应后浮筒的分散布置有利于立管垂向速度和加速度的平稳过渡;在3种构型中双波构型对重点位置的张力优化效果最佳、抵抗材料发生屈曲变形的能力最强且该构型隔离浮体运动响应的效果最优。

    • 大抓力锚和吸力锚在CALM型单点系泊系统中的应用

      闫宏生,苑恒,李怀亮,于文太,孟祥伟

      2022(04):31-36, DOI: 10.12226/j.issn.1001-4500.2022.04.20220405

      摘要:

      针对大抓力拖曳锚和吸力锚两种主要的悬链锚腿系泊(Catenary Anchor Leg Mooring,CALM)方式,通过理论计算分析各自的适用环境条件和规律,以图表等形式呈现其安装过程和作用机理,总结其在实际应用中的优劣势并加以比较,应用Visual Basic程序语言设计辅助分析软件,并基于实际工程实例验证程序的可靠性,满足项目对系泊系统安全稳定性和经济适用性提出的较高要求。

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    • 超长替打桩技术在南海导管架平台的应用

      阳连丰,罗超,刘钊,刘利琴

      2022(04):87-92, DOI: 10.12226/j.issn.1001-4500.2022.04.20220415

      摘要:

      针对南海某导管架平台打桩时,桩的初始入泥深度不足的问题,提出使用替打的工作方案;当打桩深度为98 m时,为了避免打桩锤套与结构保护罩之间发生干涉,进一步核实所需要采用的替打长度;使用GRLWEAP打桩分析软件进行启动可打入性分析和连续可打入性分析,将现场实际测量结果与数值模拟结果进行对比,验证数值模拟计算的准确性。结果表明:采用替打进行打桩时,桩距离保护罩最近的距离为236 mm,不会影响已布置的保护罩;对于锤击数远小于900的拒锤数,认为使用所设计的替打方案进行打桩工作是可行的。

    • 火炬泄放对半潜式平台总体布置方案的影响

      梅华东,刘晶,张振友,李豫,马邦勇,陈静

      2022(04):77-81, DOI: 10.12226/j.issn.1001-4500.2022.04.20220413

      摘要:

      以南海某深水半潜式平台总体布置为例,对火炬燃烧不同工况进行定义,计算不同工况下的最大泄放量。根据平台操作要求确定该平台对热辐射、高温敏感的感受点。对规范经验公式进行分析,采用Mixed模型综合考虑点源和扩散源原理的修正作用,对火炬长度进行初步的确定。采用通用的Flaresim软件对选定的感受点进行数值模拟,准确计算连续泄放和应急泄放产生的热辐射、高温和噪声水平,综合评价这些参数对半潜式平台总体布置及人员操作的影响,并给出应对缓解措施。

    • 基于多源数据的海上风机结构响应特征

      孟安康,于倩祥,周胡,迟书凯,黎明

      2022(04):43-48, DOI: 10.12226/j.issn.1001-4500.2022.04.20220407

      摘要:

      基于海上风机多源实测数据,包括塔筒及基础结构的动力响应数据、机组运行数据和现场环境数据,分析不同工况下风机结构响应的统计特征,得到环境和工况对结构响应的影响。结果表明:该风机结构的加速度响应以机舱坐标系侧向为主振方向;在风速达到额定风速时,加速度响应强度达到最大,随着风速进一步提高,结构加速度响应强度呈下降趋势;在停机状态、启停机过程和低转速运行工况下,塔筒顶部测点的加速度响应强度大于其他测点,而在变转速运行和额定转速运行工况下,塔筒中部测点的加速度响应强度最大。在进行海上风机结构振动监测时应重点关注风机塔筒顶部和中部的加速度响应特征变化。

    • 变水深地形下半潜式生产生活平台系泊性能

      丁爱兵,汪学锋,徐胜文

      2022(04):17-23, DOI: 10.12226/j.issn.1001-4500.2022.04.20220403

      摘要:

      综合考虑地形条件的影响,针对半潜式生产生活平台及其系泊系统开展数值计算和模型试验,对平台在不同海况下的运动响应、系泊力等结果进行对比分析,验证平台系泊系统的安全性。研究结果一方面可为系泊系统的进一步优化提供数据基础,另一方面可为平台的实际工程应用提供理论和技术支撑。

    • 波浪作用下并联三箱间窄缝内流体共振

      冉雅晴,姜胜超,耿宝磊

      2022(04):9-16, DOI: 10.12226/j.issn.1001-4500.2022.04.20220402

      摘要:

      采用数值方法对不同吃水并联三箱在波浪作用下的窄缝间流体共振问题进行研究。考虑大吃水方箱不同布置位置对缝隙内共振波高、三箱系统透射因数与反射因数,以及不同箱体所受波浪作用力的影响。数值结果显示:当大吃水箱体布置于迎浪测时,三箱系统前方反射因数最大,波能无法进入三箱系统,导致三箱系统缝隙内共振波高最小,对应箱体所受水平波浪力和垂向波浪力也最小,说明上游大吃水箱体可对后方形成良好的遮蔽效应;当大吃水箱体位于中间位置时,第一窄缝处共振波高变化最大,并出现双峰现象,此时迎浪侧较小箱体所受水平波浪力最大;当大吃水箱体位于下游时,第二窄缝处的共振波高远大于其他2种工况,并伴随明显双峰,迎浪侧小箱体受垂向波浪力也最大;当大吃水箱体位于中间或下游位置时,大箱受力大小基本相同。

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    • 海上风电导管架结构受损评估与分析

      赖俊荣, 朱嵘华, 胡穗兴, 陈鹏宇, 阮芳伟, 张融圣

      2020(01), DOI:

      摘要:

      以我国南海海域某施工船舶与导管架基础发生碰撞的事故为背景,结合当前海上风电导管架结构受损评估分析方法,采用有限元模拟的方式对受损导管架开展剩余强度分析、疲劳分析等研究内容,计算得到导管架结构受损前后各杆件、节点的应力情况,以及受损构件在疲劳载荷作用下受压、受拉工况的损伤值。同时结合相关行业规范,对计算结果进行了讨论分析,综合评估导管架的受损情况,为下一步修复方案的制定提供依据,以期为后续研究及实际工程提供参考。

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    • 基于实测波频数据的MNPP多体动力特性评估

      郭冲冲, 武文华, 吕柏呈, 吴国东

      2020(01), DOI:

      摘要:

      海洋核动力平台(Marine Nuclear Power Platform,MNPP)可填补我国在民用核动力船舶领域的技术空白,对于海上能源的开发利用具有重大意义。我国首座海洋核动力平台定位系统采用软刚臂单点系统的方案,与渤海众多服役FPSO具有相同的系泊方式。利用现有的渤海FPSO实测数据,开展海洋核动力平台定位系统多体动力特性分析是确保其系泊能力和安全性的研究重点。首先建立了海洋核动力平台定位系统的多刚体动力学模型;其次通过核动力平台与渤海某FPSO的响应幅值算子RAO,计算了FPSO船体实测数据与核动力平台响应的比例系数;然后根据FPSO船体实测数据计算了核动力平台6自由度数据,并采用经验模态分解(EMD)方法保留原始数据的波频成分;最后基于核动力平台波频6自由度数据,计算了定位系统的系泊回复能力和各铰节点的受力行为。通过与FPSO软刚臂系泊系统受力状态进行对比分析,验证了核动力平台定位系统在实测海况下设计的合理性。该方法可有效的应用于定位系统的多体动力性能分析,能为海洋核动力平台系泊结构设计和安全运行提供科学的分析手段。

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    • 半潜式平台四立柱波浪爬升及气隙试验研究

      张曦, 陈志勇, 范露

      2020(01), DOI:

      摘要:

      半潜式平台作为海洋资源开发的重要海洋工程装备之一,其立柱波浪爬高、内场气隙与砰击等参数对平台安全的影响是国内外学者关注的重点。本文采用模型试验方法对半潜式平台近场干涉、波浪爬升及气隙分布等关键问题进行了较为系统的研究。在海洋工程水动力学试验规程的指导下完成了系泊模式下半潜式平台水池模型试验,通过布设光学非接触式六自由度传感器、电阻式坦丝、力传感器、浪高仪等测量设备,获取平台瞬态运动响应、立柱壁面波浪爬升、内场气隙分布等测量参数,系统地分析了不同波陡参数、散射参数对平台气隙的响应特性。结果表明:波陡参数对内场气隙分布影响较大,当波陡参数kA=0.12~0.15时,平台运动幅值较大,平台边缘的气隙量较小;由于波浪爬升效应,立柱附近气隙量小于内场。研究结论对于平台设计、平台的安全运营具有指导作用。

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    • 某海上风电场基础结构防冲刷物模试验研究

      范少涛, 朱嵘华, 陶梓健, 张融圣, 刘寒秋, 田振亚

      2020(01), DOI:

      摘要:

      通过开展两种防冲刷方法对单桩基础防护的物模试验,研究不同防冲刷方法在某海上风电场海况下的防冲刷效果,并进行了不同冲刷方法的成本分析。结果表明:混凝土联锁排防护相比于抛石防护具有更强的防护效果;混凝土联锁排防护能通过柔性变形适应土体变形,达到有效防止沙土流失的效果;综合考虑下抛石搭配混凝土联锁排防护为最适合该风电场水文环境的防护方法。

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    • 钢悬链线立管S型铺设极限水深研究

      梁雪梅, 李英, 周楠, 王晓飞, 李斌

      2020(01), DOI:

      摘要:

      钢悬链线立管由于结构形式简单是深水开发油气的首选,S型铺设技术成熟,探究S型铺设钢悬链线立管的极限铺设水深意义重大。针对南海某气田中铺管船正常铺设SCR的作业,基于Orcaflex数值模拟对立管进行总体动态分析,确定立管可安全作业的阈值环境条件。研究了波浪方向、海流速度、立管外径、壁厚等对立管正常铺设作业窗口的影响,进一步分析了不同外径、壁厚立管在不同水深下的适用性,确定了立管极限安装水深。研究表明,立管作业窗口对波向较敏感,在随浪条件下进行铺管作业更为安全。随着立管外径、壁厚、表面流速增大,波高-周期作业窗口减小,极限铺设水深减小。

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    • 基于CEL的海上自升式稳桩平台桩基竖向承载力研究

      许海波, 叶兆艺, 郑龙, 沈佳轶, 朱亮, 李超杰

      2020(01), DOI:

      摘要:

      自升式稳桩平台被广泛应用于海上风电工程单桩基础沉桩施工。因此,开展自升式稳桩平台桩基竖向承载特性研究对平台的安全作业具有重要意义。采用有限元软件ABAQUS中的CEL数值模拟方法,分析江苏启东海域某自升式稳桩平台桩基承载特性,得到以下结论:(1)CEL数值模拟方法可以有效模拟桩腿贯入地层全过程,揭示桩腿贯入过程中土体密度演化规律;(1)CEL数值模拟和《海洋井场调查规范》所得的桩基承载力特征曲线基本一致;(3)推荐桩基安全贯入深度为10 m,位于土层②-2,粉质粘土层,此时理论和数值分析所得的桩基承载力都为4.0 MN。研究成果可为江苏启东海域自升式稳桩平台的安全作业提供理论支持。

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    • 浮式风机共享锚点系泊系统动力响应分析与成本评估

      张浩, 刘亚平, 谢凌俊, 何文涛

      2019(4):93, DOI:

      摘要:

      浮式风机在海上风能开发领域中具有巨大的发展潜力,但成本问题制约其发展。为提高海上浮式风电的系泊效率和经济效益,本文以NREL 5MW 海上浮式发电机组OC3 Hywind系泊系统为研究目标,研究了一种新的多条系泊线共享锚点的系泊设计方式,即风电场中多个相邻风机共享锚点,将多线锚净力定义为作用系泊线张力的矢量和,并在SIMA RIFLEX软件里进行时域响应模拟,对多线共享锚点系泊系统进行了动力响应分析以及成本评估。研究结果表明:(1)对于大规模的海上风电场,采用3线和4线共享锚点的设计可以使所需锚点的数量分别降低66.7%和75%。(2)与传统的单线锚系泊相比,3线与4线共享锚点的设计均使多线锚荷载的大小有所降低。(3)成本统计结果表明,对于风机数量为100的大规模风电场而言,采用3线、4线共享锚点的设计可使风电场中锚的总成本分别降低53.96%、68.65%,进而为共享系泊设计在海上风电场中的应用提供参考。

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    • 高强灌浆材料结合卡箍在导管架受损构件加固中的应用

      朱嵘华

      2019(4):87-92, DOI:

      摘要:

      以南海某海域一施工船与四桩导管架基础发生碰撞为背景,结合当前研究对导管架受损区域的承载力进行了分析,计算得到了受损截面凹陷处的轴向承载力和极限弯矩。同时,简述了海工领域中受损构件的加固修复方法,探讨了卡箍技术的理论研究现状及其在实际工程中的应用现状。基于典型灌浆卡箍修复技术提出了一种采用80MPa高强度灌浆材料结合卡箍技术进行加固修复的新方案,并采用有限元软件对加固后的组合结构进行了数值模拟,仿真结果表明该组合结构能有效改善导管架受损区域受力状况,提高结构的承载力。最后,简述了该方案的施工流程,以期为实际工程提供参考。

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    • 海上风电基础仿生草防冲刷试验

      朱嵘华

      2019(4):78-86, DOI:

      摘要:

      目前,海上风电基础冲刷问题难以得到有效解决,需开发一种经济、有效的防冲刷方案。针对仿生草防冲刷方案开展物理模型试验,探讨仿生草尺寸及布置方案对于海上风电单桩基础防冲刷效果的影响。结果表明,综合考虑防冲刷效果及成本的情况下,仿生草高度及布置半径存在一个最优值。仿生草高度为1.5m,仿生草布置半径为1.7倍桩径时,仿生草防冲刷效果较好,且较为经济。

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    • 基于FBG机械连接部件微渗漏监测应用研究

      沈碧桦, 刘瑾, 魏世杰, 何承宗, 李明阳, 张晨阳

      2019(4):72-77, DOI:

      摘要:

      FBG传感器是一种极具发展潜力和应用价值的新型传感器,文中简要介绍了FBG温度传感器的传感原理,针对目前多种光纤感测技术应用于机械管道渗漏监测中的不足,将FBG传感器在机械管道连接部件渗漏监测中实际应用。通过测量渗漏处产生的温差,分析管道连接系统的连接状态,并设计了试验对其可行性及影响因素进行探究。结果表明:该方法用于渗漏监测可以在短时间内对温度的变化做出反应,从而有效地对渗漏做出预警,在无风环境下能测出1.81℃的渗漏稳定温差,具有良好的可行性;此外,风速、水温两个因素会对稳定温差产生影响,该方法在风速较大、水温与环境温度相差较大时具有更加良好的渗漏监测效果。

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    • 组合荷载下海上风机塔架受力特性数值分析

      陈大江, 汪子晗, 沈佳轶, 胡忠平, 郑川

      2019(4):65-71, DOI:

      摘要:

      海洋环境复杂多变,仅考虑风荷载并不能很好地反映海上风机的受力特性,研究组合荷载下海上风机塔架的受力特性在海上风电工程中具有重要意义。基于江苏启东海域6 MW海上风机资料,采用GH Bladed软件开展组合荷载下海上风机塔架的受力特性数值模拟,得到以下主要结论:(1)相较于风荷载作用,风荷载+波浪荷载组合作用下,风机塔架基础底面所受峰值剪力提升了72%,峰值弯矩提升了8.3%。(2)波浪荷载对基础所受剪力和弯矩的影响显著,在相对波高为4时,基础地面所受相对剪力和相对弯矩分别为提高3.04和1.44倍。(3)相较于风荷载作用,风荷载+地震荷载组合作用下,风机塔架基础底面所受峰值剪力提升了76%,峰值弯矩提升了21%。研究成果可为海上风机设计及施工提供理论支撑。

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    • 砂性基础中大直径单桩水平承载力预测模型

      陈大江, 詹懿德, 张强, 张毅, 郑莉

      2019(4):59-64, DOI:

      摘要:

      江苏岸外辐射沙洲是江苏省重要的海上风电规划区域,研究该区域大直径单桩水平承载特性在海上风电工程中具有重要意义。基于现场试桩和有限元数值模拟相结合的研究方法,开展单桩水平极限承载力分析数值模拟,得到以下主要结论:(1)试桩的桩身挠度在近桩底处趋于零,呈现典型的柔性桩特征;随着水平荷载的增大,试桩桩身最大弯矩逐渐增大,所在位置逐渐下移,约在泥面以下2.2D~2.5D处。(2)提出了大直径单桩水平极限承载力预测模型,基于该模型所得单桩水平极限承载力预测值与数值模拟结果相符得很好,平均相对误差仅为4.9%,最大相对误差小于11%。

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    • 移动注热平台栈桥蒸汽管线设计方案研究

      王春霞

      2019(4):53-58, DOI:

      摘要:

      渤海某区块油田开发项目拟采用一种新型的稠油热采模式,即建造一可移动注热平台,通过栈桥与热采平台连接,交替为多个的热采平台提供合格的蒸汽。热采平台平台受风、浪、流等因素的影响会产生相对运动,使生根在栈桥上的蒸汽管线发生拉伸、压缩或扭曲。因此与常规的蒸汽管线或栈桥管线设计相比,移动注热平台的栈桥蒸汽管线设计难点为:高温高压蒸汽不能采用软管连接,只能采用硬管连接;平台运动引起的栈桥位移产生的位移应力及大位移引起的支架脱空导致持续应力超标的问题;注热启停温度变化、波浪随机运动造成的位移变化使管线产生交变应力,逐步积累使管道发生疲劳破坏。结合ASME B31.3和DNV规范,基于CAESAR II 应力分析软件对蒸汽管线进行详细的静态分析及疲劳分析,解决了上述难点,论证了可移动注热平台通过栈桥为热采平台输送蒸汽的可行性。

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    • 考虑基于变分模态分解方法的冲击载荷截止频率阈值影响的管系冲击响应研究

      帅剑云, 刘松, 王伟, 肖梦凡, 张守杰

      2019(4):45-52, DOI:

      摘要:

      【目的】 海上浮式装置的力学分析严苛性,如不针对冲击载荷加以分析并优化,其过高的截止频率将给后续设计工作带来极大的设计困难。对管系进行动力学响应分析时,选用不同截至频率得到重构的冲击载荷的结构响应结果有较大的区别。【方法】采用变分模态分解方法(VMD方法)得到冲击载荷的各本征模态函数、对应频谱的特征频率及最大加速度幅值。并通过选取不同的截止系数,重构得到不同的冲击载荷。【结果和结论】通过数值仿真研究发现,截止系数为0.01时,重构的冲击载荷的动力学响应与原始冲击载荷的动力学响应基本保持一致。在保证足够的安全裕度的前提下,截止系数选为0.2时,可以获得更低的截止频率。

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    • 漂浮式风机运动抑制方法综述

      王一, 周舒旎, 温斌荣, 田新亮, 彭志科, 倪远翔, 蒋运和, 张浩

      2019(4):37-44, DOI:

      摘要:

      漂浮式风机是风电装备大型化和离岸化发展的必然结果。在海洋风浪流等外源激励和叶片/塔筒振动等内源激励的联合作用下,浮式平台往往发生复杂的随机耦合振荡运动,影响浮式风机系统的动力学稳定性,增加结构疲劳载荷,威胁浮式风机系统的安全稳定服役。因此,通过可靠可控的技术手段,实现浮式风机系统支撑平台的运动抑制,对于保障浮式风机的安全性与可靠性具有重要意义。综述了各类主要浮式风机运动抑制方法与技术,介绍了各种方法的基本原理、技术特点、研究现状和应用情况,以期为相关领域研究人员提供技术参考和研究思路。

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    • 一种中压电滑环设计方案

      常大飞, 彭晨, 杨健, 辛顺, 刘鸿雁, 田志强

      2019(4):30-36, DOI:

      摘要:

      本文根据 FPSO 单点系泊系统对中压电传输、防护防爆性能等技术要求,阐述了中压电滑环产品设计研究工作,主要描述中压电滑环的导电环、电刷模块、绝缘子、电缆、接线端子等零部件选型设计、制造及检测,同时进行耐压、密封、防爆等环境适应性设计。提出了基于铝青铜+纳米银基石墨复合材料的电接触摩擦副、双驱动臂结构、高安全性防爆密封等具有创新性的设计。该中压电滑环设计方案弥补了国内在此领域的不足,形成具有自主知识应权的中压电滑环产品设计方案,并符合船级社和相关石油协会规范的要求。

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    • 基于有杆采油的导管架式平台安全性研究

      刘金海, 王本升, 余焱群

      2019(4):24-29, DOI:

      摘要:

      海上平台实施有杆采油技术是提高海上稠油热采效率的有效途径之一,但平台安全是新技术实施的前提。基于结构的极限工作状态及累积损伤理论,建立了导管架平台增加载荷的安全评价标准;针对导管架式固定平台,建立了海洋环境-有杆采油联合作用下的海洋平台力学模型。以LD某导管架平台为例,选用50年一遇的极值海洋环境载荷,基于安全准则得到目标平台的加载阈值;按有杆采油的设计额定载荷计,该平台在加载前后的安全系数降低不超过3%,由此可见导管架式平台具有足够的结构强度承受有杆举升工艺所产生的附加载荷。

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    • 基于NARX神经网络的系泊系统传递函数识别方法研究

      许诺雅, 张敏, 张鏖, 沈俊

      2019(4):20-23, DOI:

      摘要:

      提出一种基于NARX神经网络和谐波探测法的非线性系统传递函数识别方法。该方法能够基于实测响应数据,采用NARX神经网络方法对结构响应模型进行训练。在此基础上采用谐波探测法得到系统响应传递函数。选取深海半潜浮式平台及系泊系统为研究对象,计算了平台及其系泊系统在不同波浪工况作用下的时域耦合响应,以波高和系泊缆张力时程作为数据集,利用NARX神经网络结合谐波探测法辨识此系泊系统的响应传递函数。通过采用识别的传递函数预测系泊缆在不同海况下的张力响应,并与数值计算结果对比,证明了NARX神经网络结合谐波探测法可以较好的识别系泊浮体系统的非线性响应传递函数,并能够对系泊系统的张力响应进行准确预测。

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    • 基于PID的ROV运动控制仿真

      施兴华, 季葛盛, 钱佶麒, 张婧

      2019(4):14-19, DOI:

      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PID(Proportion Integral Differential)即比例积分微分控制法,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,相比传统PID控制,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,能够有效的实现ROV定艏向和定深度运动控制。

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    • 半潜式医疗平台设计及水动力性能分析

      唐昊, 王寿军, 潘尾, 邵绪新, 孙苑芳, 刘贵杰

      2019(4):6-13, DOI:

      摘要:

      采用模块化设计思路,提出半潜式医疗平台开发新思路。借助CFD技术对病房通风系统的效果进行数值模拟,通过对不同方案通风系统的效果进行对比。并分析其在复杂海洋环境中的水动力学响应,重点分析平台水动力性能对人员舒适程度的影响规律。所得结论为半潜式医疗平台开发提供参考。

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