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海上风电导管架灌浆段局部原尺寸试验及剪力键参数分析
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作者 练继建 李昕禹 +4 位作者 郭耀华 王海军 刘昱辉 崔浩 王金鸽 《水力发电学报》 北大核心 2026年第1期109-120,共12页
本文采用局部原尺寸试验与数值模拟相结合的方法,阐明了灌浆连接段轴向破坏模式,并通过修正后的有限元模型,探究了剪力键高度与间距对灌浆连接段整体受力性能及破坏模式的影响规律,旨在为优化设计提供依据。研究结果表明:轴向极限承载... 本文采用局部原尺寸试验与数值模拟相结合的方法,阐明了灌浆连接段轴向破坏模式,并通过修正后的有限元模型,探究了剪力键高度与间距对灌浆连接段整体受力性能及破坏模式的影响规律,旨在为优化设计提供依据。研究结果表明:轴向极限承载力随剪力键间距变化幅度有限,但竖向位移对间距变化表现出更高的敏感性;剪力键小间距易形成集中斜裂缝,而大间距则可能导致脆性破坏;剪力键高度显著影响灌浆段承载机制与刚度,最小高度时,承载能力较低;高度变化不改变主要破坏角度但会影响损伤分布与破坏模式,过小或过大的高度会削弱性能;从强度、延性、破坏模式、应力分布以及施工成本等方面综合考量,推荐API与HSE建议的剪力键间距范围,推荐NORSOK与ISO建议的剪力键高度范围。 展开更多
关键词 灌浆连接段 轴向承载力 破坏模式 剪力键间距 剪力键高度
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基于改进鹦鹉优化算法的船舶推力分配策略研究
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作者 刘明 娄德成 王晓飞 《海洋工程》 北大核心 2026年第1期163-174,共12页
动力定位系统推力分配求解是一种高度复杂的非线性优化问题,其目标函数和约束条件具有多目标、多约束及非凸特性。传统的推力分配算法在处理该类问题时存在精度低及易陷入局部极值点等问题,而群智能优化算法虽然能够较容易地解决这些问... 动力定位系统推力分配求解是一种高度复杂的非线性优化问题,其目标函数和约束条件具有多目标、多约束及非凸特性。传统的推力分配算法在处理该类问题时存在精度低及易陷入局部极值点等问题,而群智能优化算法虽然能够较容易地解决这些问题,但存在收敛速度慢、寻优结果稳定性差和不可靠等问题。针对上述问题,提出一种多策略融合的鹦鹉优化算法(MSPO),该算法通过分段法和改进混沌法相结合初始化种群,不仅增强初始种群的多样性,而且有效保留了种群中的“精英”个体,为算法稳定收敛和可靠收敛奠定基础;对适应度较差的若干个体执行自适应交叉算子策略,有效提升个体寻优效率、加快算法收敛速度;通过随机选取若干个体并采用广域阿基米德螺线更新方式,增强算法在搜索空间中的遍历性,进一步提升算法全局寻优能力;对最优个体实施多尺度多方向的极尽搜索策略,有利于算法在较少迭代次数内获得可靠且稳定的推力分配解。最后以测试函数和CybershipⅢ船模为对象进行改进算法验证,结果表明改进策略提高了算法收敛的可靠性和稳定性,提升了推力分配精度。 展开更多
关键词 推力分配 鹦鹉优化算法 交叉变异 阿基米德螺线 极尽搜索策略
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海床基三脚架基础局部冲刷与防护技术研究
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作者 俞梅欣 王彤 +2 位作者 李小军 喻国良 张民曦 《海洋工程》 北大核心 2026年第1期82-93,共12页
基础冲刷是海工结构安全的主要威胁之一,如何降低冲刷深度是当下亟待解决的关键问题。针对某工程中的海床基三脚架基础,采用FLOW-3D软件建立了三维水动力和冲刷仿真数值模型,并根据前人试验验证了数值模型的准确性,研究了水流作用下海... 基础冲刷是海工结构安全的主要威胁之一,如何降低冲刷深度是当下亟待解决的关键问题。针对某工程中的海床基三脚架基础,采用FLOW-3D软件建立了三维水动力和冲刷仿真数值模型,并根据前人试验验证了数值模型的准确性,研究了水流作用下海床基周围的水动力特征和局部冲刷特性;基于海床基周围的近床面水动力特性,提出了一种插板式底坎冲刷主动防护措施,并通过数值模拟对采用插板式底坎防护后的海床基局部流场和冲刷特性进行了分析。结果表明,插板式底坎有效减小了海床基周围的近床面流速,可将桩周最大冲刷深度削减70%,防护效果较好,可为实际工程中同类基础结构的冲刷防护提供参考。 展开更多
关键词 多桩组 复合桩基 局部冲刷 主动防护 插板 底坎
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海上风电筒型基础新型安装平台水平承载特性研究
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作者 练继建 高青 +3 位作者 杨旭 史治邦 王杰 吴宇航 《太阳能学报》 北大核心 2026年第1期542-549,共8页
一种新型坐底式海上风电筒型基础安装平台,其下部结构为U形沉垫式基础。针对该安装平台,设计3种不同型式基础:单沉垫、沉垫-4筒和沉垫-裙板基础,开展一系列砂土中基础水平承载模型试验和有限元模拟,研究基础型式和加载高度、加载方向对... 一种新型坐底式海上风电筒型基础安装平台,其下部结构为U形沉垫式基础。针对该安装平台,设计3种不同型式基础:单沉垫、沉垫-4筒和沉垫-裙板基础,开展一系列砂土中基础水平承载模型试验和有限元模拟,研究基础型式和加载高度、加载方向对基础水平承载特性的影响,结果表明:在相同加载条件下,相较于单沉垫,沉垫-4筒和沉垫-裙板的水平承载力可增加66%、165%;有限元结果与模型试验吻合较好,验证了有限元分析的可靠性;单沉垫运动模式主要为平动,而沉垫-4筒和沉垫-裙板为转动-平动复合运动,其中沉垫-裙板的转动位移最大,因此其水平承载力对加载方向和高度更为敏感;有限元结果分析表明,3种基础破坏模式为受压侧结构附近土体产生塑性应变;水平位移加载过程中,沉垫-4筒基础由沉垫与受压筒体提供约80%抗力,沉垫-裙板由裙板提供约90%抗力。 展开更多
关键词 海上风电 U形沉垫基础 水平承载力 模型试验 有限元模拟
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含初始缺陷冰板破碎的双参数近场动力学模拟
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作者 李双 吕海宁 +1 位作者 黄小华 杨建民 《船舶力学》 北大核心 2026年第1期78-88,共11页
海冰在凝结过程中不可避免地会产生裂缝或气泡等初始缺陷,这些缺陷会影响冰的力学性能。为了研究含初始缺陷冰板的裂纹扩展和破碎特性,本文基于近场动力学(Peridynamics,PD)理论,引入键的切向刚度系数,发展了双参数PD方法,建立了冰的双... 海冰在凝结过程中不可避免地会产生裂缝或气泡等初始缺陷,这些缺陷会影响冰的力学性能。为了研究含初始缺陷冰板的裂纹扩展和破碎特性,本文基于近场动力学(Peridynamics,PD)理论,引入键的切向刚度系数,发展了双参数PD方法,建立了冰的双参数PD弹脆性模型。该模型突破了传统键基PD固定泊松比的限制,同时继承了键基PD的简单性和稳定性等优点。通过对薄板的连续变形和冰梁的三点弯曲断裂试验进行模拟,验证了模型的准确性。研究了冰的泊松比、初始裂隙缺陷、气泡缺陷、冰晶粒尺寸、初始缺陷形状以及多孔缺陷对冰力学特性的影响。结果表明,采用冰的双参数PD弹脆性模型来预测冰体从连续到非连续的全破坏过程是可行的,且冰体中的初始缺陷极大影响着冰体结构的起裂时刻和破坏模式。 展开更多
关键词 近场动力学 初始缺陷 裂纹扩展 脆性破坏
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不同灌浆条件下砂土中吸力桶基础的竖向循环承载特性研究
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作者 黄骋驰 廖晨聪 +2 位作者 唐立恒 叶冠林 郑灿 《海洋工程》 北大核心 2026年第1期49-60,共12页
吸力桶基础具有施工速度快、承载能力大且易回收利用等优点,广泛应用于40~60 m水深海上风电场。为保证吸力桶顶盖与海床接触紧密,安装完成后需考虑对顶盖与海床之间的空隙进行灌浆。由于灌浆会带来额外的施工时间与成本,业界对灌浆提高... 吸力桶基础具有施工速度快、承载能力大且易回收利用等优点,广泛应用于40~60 m水深海上风电场。为保证吸力桶顶盖与海床接触紧密,安装完成后需考虑对顶盖与海床之间的空隙进行灌浆。由于灌浆会带来额外的施工时间与成本,业界对灌浆提高吸力桶承载力效果尚未达成共识。通过设计不同静动荷载组合下的吸力桶基础竖向受荷模型试验,研究了3种灌浆效果对循环荷载作用下吸力桶竖向承载特性的影响规律。结果表明,经循环荷载作用,灌浆良好吸力桶因灌浆段协助桶内土体受力而沉降有限,灌浆存在缺陷的吸力桶因应力集中而沉降相对更大,无灌浆吸力桶因依赖侧摩阻力而表现为持续沉降。在静力加载条件下,灌浆良好吸力桶竖向承载力为237.30 N,无灌浆吸力桶仅为127.69 N,灌浆缺陷的吸力桶约为173.02 N,因此有效的灌浆可以显著增强吸力桶的刚度和承载力,改善其在静力、循环载荷及不同循环加载序列下的基础沉降。 展开更多
关键词 砂土地基 灌浆条件 吸力桶基础 循环荷载 竖向承载力
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基于试验数据的一维卷积神经网络在类海啸波的应用
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作者 王傲宇 屈科 +2 位作者 王超 王梓峻 李玮 《海洋科学进展》 北大核心 2026年第1期185-197,共13页
随着深度学习技术的快速发展,神经网络方法在海啸波预测领域的应用日益广泛。当前的研究主要通过收集现场观测数据或基于数值模拟构建数据库进行预测。然而,数值模拟由于模型本身的简化以及参数设定的不确定性,其预测结果可能存在一定... 随着深度学习技术的快速发展,神经网络方法在海啸波预测领域的应用日益广泛。当前的研究主要通过收集现场观测数据或基于数值模拟构建数据库进行预测。然而,数值模拟由于模型本身的简化以及参数设定的不确定性,其预测结果可能存在一定的局限性。虽然观测数据能够提供真实海啸的直接记录,但其获取难度较大,且观测范围有限,难以全面评估神经网络的预测效果和模型的泛化能力。针对上述问题,本文基于不同入射波高和静水深条件下类海啸波在两种地形中传播的物理模型试验,构建了类海啸波时空演变的数据库,并采用时序预测与测点预测两种方法,结合一维卷积神经网络对类海啸波进行了预测研究。首先,在平底水槽条件下开展了4组测点预测试验,结果显示:预测结果的均方根误差的平均值为1.393 mm,平均绝对误差的平均值为1.150 mm,决定系数的平均值为0.997。随后,在复杂地形水槽条件下设计了8组预测试验,其均方根误差的平均值为2.431 mm,平均绝对误差的平均值为1.354 mm,决定系数的平均值为0.975。此外,在时序预测任务中,神经网络对类海啸波波峰的预测平均误差为0.137%。上述结果表明,本文提出的模型在类海啸波预测中具有较强的泛化能力和较高的预测可靠性,为验证神经网络在海啸波预测中的应用价值提供了科学依据。 展开更多
关键词 类海啸波 卷积神经网络 时间序列预测 物理模型
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聚焦波作用下倒圆角方形立柱波浪爬升试验研究
8
作者 单萌 肖龙飞 +2 位作者 寇雨丰 吴文成 李可路 《海洋工程》 北大核心 2026年第1期16-25,共10页
为深入理解极端波浪与倒圆角方形立柱相互作用的机理,基于物理模型试验,研究了聚焦波作用下倒圆角方形立柱的波浪爬升现象。通过控制聚焦波的波陡、周期、浪向和聚焦位置,深入分析了聚焦波参数对波浪爬升高度和倍数的影响。结果显示:在... 为深入理解极端波浪与倒圆角方形立柱相互作用的机理,基于物理模型试验,研究了聚焦波作用下倒圆角方形立柱的波浪爬升现象。通过控制聚焦波的波陡、周期、浪向和聚焦位置,深入分析了聚焦波参数对波浪爬升高度和倍数的影响。结果显示:在一定条件下波陡和波周期的增加会显著增强波浪与立柱的相互作用,增大立柱表面的波浪爬升;聚焦位置的改变对波浪爬升高度有显著影响,当聚焦位置位于立柱后表面时,波浪爬升高度达到最大,当远离立柱表面时,波浪爬升高度降低但出现第二波峰。采用散射参数kr(k为波数,r为立柱特征尺寸)和波陡H_(p)/λ_(p)(H_(p)和λ_(p)为聚焦波的波高和波长)作为无量纲参数进行拟合得到的经验公式,对倒圆角方形立柱最大波浪爬升高度的预报效果较好。 展开更多
关键词 波浪爬升 聚焦波 模型试验 倒圆角方形立柱
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波-流联合作用下近海风电群桩基础水动力频谱特性研究
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作者 纪仁玮 吴绵奎 +2 位作者 朱仁庆 黄斐 孙科 《太阳能学报》 北大核心 2026年第1期459-467,共9页
为探究近海风电阵列化开发过程中的群桩基础非线性水动力干扰问题,该文基于CFD方法建立波-流联合作用下群桩水动力数值分析模型,采用高精度分离涡(DES)方法对群桩绕流场开展数值模拟,通过频域分析法对不同波流参数(波幅、周期、流速)下... 为探究近海风电阵列化开发过程中的群桩基础非线性水动力干扰问题,该文基于CFD方法建立波-流联合作用下群桩水动力数值分析模型,采用高精度分离涡(DES)方法对群桩绕流场开展数值模拟,通过频域分析法对不同波流参数(波幅、周期、流速)下桩柱的水动力频谱特性开展分析。结果表明:1)当流速、波浪周期固定时,谱峰频率、谱峰值随波幅增长呈非线性变化,且高幅值占比会随波幅增长逐渐增大;2)当流速、波幅固定时,波浪周期增大导致谱峰频率增大,且出现频率稳定的谱峰、次峰,谱峰值呈不规则变化,随着周期变化高幅值占比也随之变化;3)波参数的水质点速度在波流水质点速度中的相对比重,决定了桩柱波浪力的频谱特征。随着流速增大,相同波幅、周期工况下谱峰频率增大,在谱峰频率2倍处出现次峰;当流速减小时,次峰频率仅为谱峰频率的1.5倍。 展开更多
关键词 海上风电 波-流联合 近海风电桩基础 CFD 分离涡模拟 群桩绕流 频谱特性
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圆筒型FPSO总强度分析中水线以上波浪压力加载方法
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作者 乔晓国 卢文月 +2 位作者 宿贺贺 胡海峰 王靖凯 《中国海上油气》 北大核心 2026年第1期228-236,共9页
采用设计波法进行圆筒型FPSO(浮式生产储卸油装置)总体强度设计时,基于线性水动力分析的波浪载荷无法考虑外板水线以上的波浪压力,导致水线以上的双舷侧及径向舱壁结构应力被严重低估。针对该问题,参照国内外船级社规范,提出了一种适用... 采用设计波法进行圆筒型FPSO(浮式生产储卸油装置)总体强度设计时,基于线性水动力分析的波浪载荷无法考虑外板水线以上的波浪压力,导致水线以上的双舷侧及径向舱壁结构应力被严重低估。针对该问题,参照国内外船级社规范,提出了一种适用于圆筒型FPSO外板水线以上波浪压力加载和构造方法,该方法加载的水线以上波浪压力值仅与高度相关,且合力为0,适用于各种边界约束的总体结构模型,其应力可与设计波应力叠加,实现在总体强度分析结果中体现该部分非线性波浪载荷的影响。有限元分析结果显示,应用本文提出的载荷构造法,可以实现圆筒型FPSO水线以上双舷侧及径向舱壁结构应力的准确评估,从而便于对局部结构的针对性加强,确保平台的结构安全。研究成果为圆筒型FPSO总体强度的精确评估提供了参考。 展开更多
关键词 圆筒型FPSO 水线以上波浪压力 载荷构造法 总体强度计算 有限元分析 双舷侧结构
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深海采矿中层羽流被动输运阶段扩散及沉降特征数值模拟
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作者 曾兴井 于通顺 +3 位作者 陈旭光 童鑫 李元 李沁倚 《哈尔滨工程大学学报》 北大核心 2026年第1期44-53,共10页
为探究深海采矿尾液在中层海水排放产生的羽状流的流动和沉降特性,本文以混合坐标海洋模型环流模型等作为边界条件,建立大型尺度水动力模型并验证其准确性,通过有限元方法求解羽流输运扩散过程,研究不同的排放形式等参数对中层水羽流的... 为探究深海采矿尾液在中层海水排放产生的羽状流的流动和沉降特性,本文以混合坐标海洋模型环流模型等作为边界条件,建立大型尺度水动力模型并验证其准确性,通过有限元方法求解羽流输运扩散过程,研究不同的排放形式等参数对中层水羽流的影响程度。数值结果表明,在相同的背景流下,与流场方向趋于垂直的布置方式、更小的中值粒径、更高的排放位置会使得沉积物沉积更广泛且其面积离散性更大,更小的中值粒径、更高的排放位置还会显著延长沉积物的悬浮时间和增大羽流团体积。沉积面积、羽流体积及悬浮时间等关键指标是尾液排放方案评估中的重要指标,因此本文研究成果可为深海采矿环境影响控制与工程优化提供技术参考。 展开更多
关键词 深海采矿 中层羽流 混合坐标海洋模型 数值模拟 环境影响评价 再沉积分布
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不同流场下螺旋列板涡激振动抑制效果研究进展
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作者 侯静 牛智搏 +3 位作者 冯现洪 付世晓 化怡龙 宋斌 《船海工程》 北大核心 2026年第1期1-13,共13页
螺旋列板涡激振动抑制装置在海洋工程中得到广泛应用,其极佳的抑制效果在均匀流场下已得到充分验证。基于国内外已发表模型试验结果,系统总结螺旋列板在均匀流、剪切流、振荡流和内波流4种典型流场下的涡激振动抑制效果,重点分析鳍高、... 螺旋列板涡激振动抑制装置在海洋工程中得到广泛应用,其极佳的抑制效果在均匀流场下已得到充分验证。基于国内外已发表模型试验结果,系统总结螺旋列板在均匀流、剪切流、振荡流和内波流4种典型流场下的涡激振动抑制效果,重点分析鳍高、鳍距及覆盖率对其抑制性能的影响,分析结果表明,螺旋列板的设计参数需根据具体的流场条件进行选取,进而给出不同流场下螺旋列板设计参数选取建议,为螺旋列板在实际工程中的应用提供参考。 展开更多
关键词 螺旋列板 涡激振动 设计参数 海洋立管 不同流场
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均匀流及剪切流下柔性立管涡激振动数值研究
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作者 高洋洋 杜枋树 王立忠 《海洋工程》 北大核心 2026年第1期1-15,共15页
基于计算流体力学软件ANSYS中的Fluent模块和Transient Structural模块建立耦合模型,采用双向流固耦合的方法对不同均匀流及剪切流速下的柔性立管涡激振动进行数值模拟研究,并与现有文献结果进行对比。分析流速对立管振幅响应、振动包... 基于计算流体力学软件ANSYS中的Fluent模块和Transient Structural模块建立耦合模型,采用双向流固耦合的方法对不同均匀流及剪切流速下的柔性立管涡激振动进行数值模拟研究,并与现有文献结果进行对比。分析流速对立管振幅响应、振动包络线、模态转移过程以及振动功率谱的影响,探讨多模态现象及其产生机理,并对两种流态下立管的振幅和模态进行对比。研究结果表明:在两种流态下,立管横流向振动模态数随着流速的增大逐渐向更高阶过渡,均匀流下横流向振动最高可达4阶,并且在模态过渡过程中会出现多模态共同参与的现象,剪切流下横流向振动最高可达3阶,且各工况始终保持稳定的驻波特性。立管在均匀流条件下振动过程中,当主导模态发生改变时,振幅值和振幅均方根值都会出现大幅度的变化,在主导模态转移的过程中,振动频率有明显的多频参与现象。流速为0.1和0.2 m/s时,均匀流与剪切流下的最大振幅值相对接近;随着流速增大到0.3 m/s时,均匀流下的最大振幅值要稍大于剪切流;当流速为0.4和0.5 m/s时,剪切流下的最大振幅值远大于均匀流。 展开更多
关键词 涡激振动 模态转移 柔性立管 流固耦合 振动功率谱
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基于非线性能量阱的海洋平台地震减振控制
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作者 杜兴宇 陈为 张宝琳 《青岛科技大学学报(自然科学版)》 2026年第1期116-124,共9页
海洋平台在地震的作用下会产生持续剧烈的振动,该振动会导致结构受到损耗,影响人员安全。提出一种基于非线性能量阱(nonlinear energy sink,NES)的海洋平台振动控制方法。建立了地震作用下基于NES的海洋导管架平台动力学模型。给出了NES... 海洋平台在地震的作用下会产生持续剧烈的振动,该振动会导致结构受到损耗,影响人员安全。提出一种基于非线性能量阱(nonlinear energy sink,NES)的海洋平台振动控制方法。建立了地震作用下基于NES的海洋导管架平台动力学模型。给出了NES和TMD优化设计方案,得到地震载荷下NES和TMD的最优参数。最后,从平台结构刚度有无损耗以及系统初值角度,对NES和TMD的控制效果进行分析对比。结果表明:NES可以显著提高海洋平台稳定性;与TMD相比,NES具有更好的抗失谐性,抑制平台振动效果更好。 展开更多
关键词 非线性能量阱(NES) 振动控制 海洋平台 优化设计
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极端海况作用下半潜式平台纵摇运动特性
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作者 高巍 李达 吕柏呈 《中国海上油气》 北大核心 2026年第1期219-227,共9页
半潜式平台纵摇运动是其设计和在位安全保障的核心设计参数。通过数值分析与模型试验针对中国南海极端海况作用下半潜式平台的纵摇特性开展了运动主导机制研究,结果显示:低频纵摇载荷随纵摇周期减小呈递减趋势;极端海况下平台纵摇运动... 半潜式平台纵摇运动是其设计和在位安全保障的核心设计参数。通过数值分析与模型试验针对中国南海极端海况作用下半潜式平台的纵摇特性开展了运动主导机制研究,结果显示:低频纵摇载荷随纵摇周期减小呈递减趋势;极端海况下平台纵摇运动以低频成分为主(占比约70%);当平台稳性高(GM)大于4 m时,纵摇运动幅值显著降低且趋于稳定;稳性高增加可缩短纵摇固有周期,从而规避二阶差频波浪载荷激励;一阶纵摇运动主要受谱峰周期波浪能量主导。针对半潜式平台纵摇阻尼开展精细化分解与影响程度研究,其纵摇阻尼约为对应运动自由度临界阻尼的3.7%(势流辐射阻尼占60%,黏性阻尼占33%,系泊阻尼占7%),低频纵摇运动对于阻尼较为敏感。基于此,提出半潜式平台总体稳性高设计阈值建议与设计准则:稳性高推荐大于4 m,接近6 m较好,控制纵摇固有周期在40 s左右,从而有效抑制低频纵摇运动,保障平台作业安全。研究成果为深海区同类型油气处理平台的设计提供了参考。 展开更多
关键词 半潜式平台 低频纵摇运动 二阶波浪载荷 纵摇阻尼 稳性高 极端海况 深海
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海上风电大直径中空夹层钢管混凝土组合单桩基础截面尺寸多目标优化
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作者 何奔 胡俊 +2 位作者 徐普 韩勃 吕娜 《海洋工程》 北大核心 2026年第1期73-81,共9页
海上风电单桩基础具有结构简单、承载性能优越、建成后用海面积较小等优点,因此得到广泛应用。依托福建连江外海深远海海上风电场实际工程,提出一种上段为风机钢塔筒、泥下段为钢管桩、水中段采用中空夹层钢管混凝土组合结构的三段式新... 海上风电单桩基础具有结构简单、承载性能优越、建成后用海面积较小等优点,因此得到广泛应用。依托福建连江外海深远海海上风电场实际工程,提出一种上段为风机钢塔筒、泥下段为钢管桩、水中段采用中空夹层钢管混凝土组合结构的三段式新型单桩基础形式。为了获得水中段中空夹层钢管混凝土组合结构的最优截面尺寸,探究其结构性能以满足设计使用要求,采用基于遗传算法的多目标优化方法,以抗弯刚度和用钢量为双重优化目标,选取外钢管直径和壁厚、内钢管直径和壁厚4个参数为设计变量,在满足新型单桩基础组合结构强度和稳定性要求的基础上,分别以传统钢管单桩基础的抗弯刚度和用钢量为参照,获得了抗弯刚度大且用钢量适中的两组截面尺寸方案。结果表明:当抗弯刚度相同时,结构的用钢量相较于传统钢管单桩降低了21%,承载能力略低于传统钢管单桩;当用钢量相同时,结构的抗弯刚度相较于传统钢管单桩提高了71%,承载力提升了43%。单桩基础组合结构性能得到有效提升,两种优化方案的频率均未进入福建连江外海海域波浪主频范围。 展开更多
关键词 海上风电 三段式 中空夹层钢管混凝土 多目标优化 抗弯刚度 用钢量
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新型10MW张力腿风电平台总体性能研究
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作者 申辉 王雨 +3 位作者 闫琛 刘伟 周全智 罗翔 《太阳能学报》 北大核心 2026年第1期550-559,共10页
综合考虑风电机组平台海上安装要求和在位工况环境载荷,根据浮体静稳性和动力学理论,提出一种全潜式的张力腿平台基础结构方案,平台上部布置10 MW风电机组,采用12根钢缆作为筋腱系统主体。建立风电机组-浮式平台-筋腱系统全耦合的一体... 综合考虑风电机组平台海上安装要求和在位工况环境载荷,根据浮体静稳性和动力学理论,提出一种全潜式的张力腿平台基础结构方案,平台上部布置10 MW风电机组,采用12根钢缆作为筋腱系统主体。建立风电机组-浮式平台-筋腱系统全耦合的一体化分析模型,对该张力腿平台方案在中国南海地区环境条件下的工况进行时域数值分析评估,结果表明该方案的张力腿平台俯仰运动性能优异,在50年一遇的设计环境条件下最大运动倾角不超过1°,采用钢缆的筋腱系统其强度和疲劳寿命安全系数满足规范校核要求。 展开更多
关键词 浮式风电 张力腿平台 10 MW风电机组 全潜式结构 钢缆筋腱 全耦合分析
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循环加载下共享桩锚承载变形特性
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作者 李书兆 张晖 +3 位作者 张梦竹 崔建斌 张友虎 黄滢 《船舶工程》 北大核心 2026年第1期159-167,共9页
[目的]为探究桩锚基础在共享条件下的承载变形特性及与传统独立系泊桩锚的异同,[方法]利用自研的多向加载试验系统开展饱和砂土中共享桩锚系列模型试验。[结果]结果表明:对于合力绕平均方向在一定夹角范围内变化的循环加载模式下的共享... [目的]为探究桩锚基础在共享条件下的承载变形特性及与传统独立系泊桩锚的异同,[方法]利用自研的多向加载试验系统开展饱和砂土中共享桩锚系列模型试验。[结果]结果表明:对于合力绕平均方向在一定夹角范围内变化的循环加载模式下的共享桩锚基础,其失稳模式与独立系泊桩锚相似。桩锚的水平累积位移方向与合力的平均方向一致,其大小随循环次数增加而增长。在循环次数较少时,共享桩锚的累积位移速率与独立系泊桩锚基础基本一致;但循环次数较大时,多向加载效应在一定程度上加速了共享桩锚的位移累积。[结论]研究结果可为优化共享锚的结构设计与实际应用提供一定参考。 展开更多
关键词 漂浮式风电 共享桩锚 相位差 多向加载 承载变形特征
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基于三维扫描技术的管节点疲劳热点应力集中系数分析
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作者 马永亮 张应铭 +2 位作者 陆国庆 杨跃富 韩超帅 《浙江大学学报(工学版)》 北大核心 2026年第2期260-268,278,共10页
为了准确评估焊接管节点的疲劳热点应力集中系数(SCF),验证现有方法的准确性,提出新的建模方法.以T形管节点为研究对象,通过三维激光扫描技术获取焊缝形状数据,利用逆向建模方法建立焊缝模型并导入有限元软件,形成含有焊缝的管节点模型... 为了准确评估焊接管节点的疲劳热点应力集中系数(SCF),验证现有方法的准确性,提出新的建模方法.以T形管节点为研究对象,通过三维激光扫描技术获取焊缝形状数据,利用逆向建模方法建立焊缝模型并导入有限元软件,形成含有焊缝的管节点模型.进行轴向拉伸加载下的T形管节点测试,按照表面应力插值法得到SCF.使用所提模型、美国焊接学会(AWS)规范焊缝模型和无焊缝模型计算试验管节点的SCF,将计算结果与测试数据进行对比分析.结果表明,所提模型的计算结果与测试数据最接近,AWS规范焊缝模型其次,无焊缝模型的计算结果保守,且不能准确给出SCF沿焊趾的分布.在缺乏焊缝数据时,AWS规范焊缝模型的计算结果符合测试数据的分布规律,且误差不超过25%.所提方法可方便地推广到其他类型管节点模拟中. 展开更多
关键词 三维扫描技术 逆向建模 T形管节点 应力集中系数(SCF) 试验测试
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环境激励下的导管架平台模态参数识别及状况诊断
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作者 张天明 田其磊 +1 位作者 杜海越 刘圆 《船海工程》 北大核心 2026年第1期63-70,78,共9页
为保证导管架平台结构安全,科学评估平台的实际状态,参照信号处理的方式采用一种基于经验小波变换的平台健康监测方法。该方法以环境激励下的导管架平台时程加速度数据为基础,通过自回归功率谱进行频带划分,将信号分解成一系列单分量成... 为保证导管架平台结构安全,科学评估平台的实际状态,参照信号处理的方式采用一种基于经验小波变换的平台健康监测方法。该方法以环境激励下的导管架平台时程加速度数据为基础,通过自回归功率谱进行频带划分,将信号分解成一系列单分量成分,进而结合随机减量技术和希尔伯特变化,实现模态参数的准确识别。以南海导管架平台为例开展模态识别,结果表明,该方法在固有周期的识别误差在3%以内,具有较好的识别精度。阻尼比由于理论值较小,其识别相对误差较大,但阻尼比的识别结果仍在0.5%~2.5%的合理范围内。在此基础上,根据模态分析数据,深入开展海生物、活荷载及失效杆件等因素对平台固有周期的影响,结果表明,主要阶固有周期约在-0.13~0.45 s范围内变化。研究明确了模态识别技术在平台实际状态评估及潜在问题诊断中的应用价值,为结构的维护和管理提供科学依据和技术支撑。 展开更多
关键词 导管架平台 模态识别 经验小波变换 健康监测 动力分析
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