摘要：

为提高海上浮式风机（Floating Offshore Wind Turbine，FOWT）的系泊效率和经济效益，以NREL 5 MW海上浮式发电机组OC3 Hywind系泊系统为研究目标，研究一种新型多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在该锚上的系泊线张力的矢量和，并在SIMA RIFLEX软件中进行时域响应模拟，对多线共享锚点系泊系统进行动力响应分析和成本评估。结果表明：对于大规模海上风电场，采用3线和4线共享锚点的设计可使所需锚点的数量分别降低66.7%和75.0%；与传统的单线锚系泊相比，3线和4线共享锚点的设计均使多线锚载荷减小；对于风机数量为100个的大规模风电场而言，采用3线和4线共享锚点的设计可使风电场中锚的总成本分别降低55.94%和63.49%。该研究可为共享系泊设计在海上风电场中的应用提供参考。

摘要：

针对固定式海洋风机在随机风浪载荷及其联合作用下产生的具有倒立摆运动特征的纵摇，研究采用主动转动惯量驱动系统（Active Rotary Inertia Driver，ARID）对海洋风机纵摇进行控制的问题。ARID控制系统通过伺服电机驱动转动惯性质量产生控制结构摆动的最优力矩，从而减小海洋风机的纵摇运动。基于拉格朗日原理建立海洋风机-ARID控制系统的理论分析模型；采用Simulink对海洋风机-ARID控制系统的有效性进行验证，并分析系统参数（控制算法参数、转动惯量比等）对控制效果的影响规律；设计海洋风机-ARID控制系统的振动台试验，设置多种载荷激励形式，验证控制系统的稳定性与广谱有效性。数值模拟和试验结果均验证了所建立的分析模型的正确性，表明ARID控制系统对风机的纵摇运动具有显著的控制作用，为ARID控制系统在具有倒立摆运动规律的工程结构中的应用奠定理论基础。

摘要：

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，对保障浮式风机的安全性与可靠性具有重要意义。综述各类主要浮式风机运动抑制方法与技术，介绍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。

摘要：

为降低大型海上换流站海上安装风险，采用OrcaFlex软件对三峡如东海上换流站的运输和浮托安装的关键阶段进行耦合水动力分析。通过实船监测系统对运输过程中换流站的倾角和加速度，浮托安装过程中的海洋环境条件以及驳船和换流站的运动进行全方位、全过程监测，并将实测结果与数值模拟结果进行对比，二者对比良好，进一步验证了数值计算的可靠性。

摘要：

研究浮式风机整机码头系泊方案及环境载荷作用下的动力响应。考虑钢缆-尼龙缆复合缆、非线性护舷，设计高位系泊和低位系泊两种浮式风机的码头系泊方案。考虑风浪流环境载荷，计算浮式风机整机码头系泊的动力响应，分析系泊方式、浪向、谱峰周期等参数对浮式风机运动、机舱加速度、缆绳张力等的影响。结果表明：针对给定的环境参数，浮式风机各自由度运动极值都不大，在90°浪向下浮式风机的运动最明显；高位系泊比低位系泊更安全，在施工允许的情况下，采用较高的系泊位置是有利的。所作研究为浮式风机系统码头系泊方案提供参考。

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：

300米级深水导管架在我国南海陆坡区域应用广泛，但是由于导管架总高度高、舱容大，导致扶正过程中出现姿态和钩头力发生剧烈变化，影响扶正过程的安全平稳。为了解决常规扶正方案应用于深水导管架的弊端，迫切需要优化注水放空系统和扶正设计。本文以我国南海某深水导管架为研究对象，提出了系统管线腿内布置和增加压力表的带压注水方案，并通过数值模拟完成带压注水的扶正过程设计。导管架海上操作按照设计扶正方案进行，通过监测舱室压力反推注水量，实现精准控制。海上实测数据和数值模拟结果接近，且相对常规扶正方案实现了对舱室注水量的控制，导管架扶正过程姿态稳定。本文的研究表明，带压注水扶正设计可以满足深水导管架扶正精准控制的目标，降低导管架海上安装作业风险，相关技术可进一步推广至常规深水导管架。

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SPMT运输FPSO上部模块经过减速带时由于激励而产生振动，参考四分之一车辆振动简化模型建立SPMT振动模型，根据模型建立多自由度系统动力学方程，利用MATLAB软件中Simulink模块建立仿真模型，对路面激励下的悬架液压系统加速度响应进行仿真模拟得到加速度响应谱，与最大加速度响应谱对比验证模型正确性，最后通过仿真分析得到SPMT在不同悬架阻尼、行驶速度、减速带宽度下通过减速带时模块和轮胎的加速度，分析不同参数的改变对运输过程中加速度的影响。

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冷水管的稳定、可靠运行是温差能发电的关键，而当下的研究很少考虑内流、海流和波浪共同激励下的动力响应。本文基于欧拉-伯努利梁和莫里森方程理论，全面考虑环境载荷作用，建立冷水管运动方程，进一步利用Orcaflex软件建立仿真模型，通过数值解与理论结果对比，验证了理论模型的正确性。研究了壁厚、配重块质量对固有频率的影响。结果表明：冷水管的振幅随水深的增大而减小；Stokes五阶波比JONSWAP波对冷水管的最大Mises应力、弯曲应力、顶部挠性接头及横向振动影响更大；固有频率随着冷水管壁厚及配重块质量增大而增大。本文的研究结果对冷水管设计有一定指导作用。

摘要：

【研究目的】：汽轮机组减振降噪的前提在于对振动噪声产生机理和传递路径的分析，通过降低振动幅值，提高汽轮机组的工作效率；【方法】：常规的船舶结构振动噪声分析中，激励源数据通常采用实验法或经验公式法获得，这类方法存在计算分析误差。利用多体动力学方法进行汽轮机机械振动激励源精确分析，在激励源分析结果的基础上研究低频激励下的机组振动响应，并采用ATV方法研究汽轮机组表面与外场辐射的声压传递贡献量，从多体动力学的角度与流固耦合的方法综合分析了汽轮机组振动噪声产生机理并研究噪声典型传递路径。【结果】：研究结果表明，旋转激励源为汽轮机组的主要振动激励源，在低频段汽轮机组辐射模式为单极子，中高频段汽轮机组辐射模式为偶极子。由噪声辐射的指向性极坐标图可以看出，在不同高度处噪声指向性相似，并都在长度方向上取得噪声声压级较大值，具有较强的指向性。【结论】：研究方法对对汽轮机组的减振降噪优化设计具有一定的指导意义。

摘要：

凝析油外输泵作为天然气处理平台中的关键设备，对气田群正常生产起着至关重要的意义。以具有代表性的南海某中心平台作为研究对象，分析了凝析油外输泵在平台降压开采过程中不同的改造选型和配置方案，并针对不同方案的凝析油外输泵各模式运行工况，评估了凝析油外输泵在工艺、仪表、电气等方面的改造措施，提出了老泵废弃单泵直接增压、回流控制、变频60Hz等方法来提高泵的适应能力，为天然气降压开采中凝析油外输泵的改造应用提供了解决方案。

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在“双碳”背景下，节能降碳是海上油气开采行业绿色转型的关键。以渤海海域海上油气田开发项目为研究对象，建立了海上油气田开发电碳总成本模型，对比分析了4个海上油气田开发项目在岸电模式下绿电消费的碳排放与经济效益，并阐明绿电价格与碳交易价格对经济效益的影响。结果表明，电碳总成本与绿电消费比例呈负相关，绿电消费可平均减少约80%碳排放量，且外购绿电对海上油气田开发项目的经济效益提升较为明显。随着碳交易市场与绿电绿证交易制度趋于完善，经济效益将存在更多上涨空间。若考虑绿色电力消费的环境溢价增加，绿电价格上涨将对经济效益有负向影响。

摘要：

（目的）为了合理评价稳油控水工艺应用效果，提高对不同控水工艺的适应性认识，指导控水措施井效果后评估和控水方案优选设计。（方法）结合渤海油田稳油控水特点，分在生产老井和新井控水建立稳油控水效果量化评价模型及方法，通过系统梳理渤海油田已控水措施井效果，按照岩性、地层原油粘度、水体类型和储层物性等划分典型油藏，分析含水上升模式及水淹主控因素，评价典型油藏稳油控水工艺适应性。（结果）通过研究得如下认识：1）渤海油田已控水措施井可以划分为稀油底水油藏、稀油边水油藏、稠油底水油藏和稠油边水油藏四类典型油藏；2）含水上升模式分为凸型、直线型、凹型和S型四类，其中控水主要以凸型、直线型为主；3）底水油藏控水措施有效率和效果整体优于边水油藏；4）裸眼水平井分舱智能控水、水平套管井选择性射孔控水工艺应用效果优于其他控水工艺，且后续控堵水措施空间更大；5）中心管控水仅适用于抑制均质油藏的跟趾效应，不适用于非均质性油藏控水，控水效果不显著。（结论）研究表明，该成果对于控水效果评价、控水工艺优选和提高稳油控水措施针对性具有重要指导意义。

摘要：

【目的】浮圈结构是薄膜型光伏平台和深水重力式渔业养殖网箱的主要支撑结构。由于浮圈结构的跨度较大，易受波浪作用产生显著变形，同时对流场产生干扰。本文运用水弹性理论分析浮圈在波浪作用下的弹性变形，并考察浮圈的尺寸、吃水、弹性模量及环境参数对于浮圈垂向变形幅值的影响。【方法】采用离散模块-梁单元方法对浮圈进行水弹性分析。首先将浮圈离散为若干刚性子模块，运用多刚体水动力学理论计算作用于浮圈的水动力载荷，然后用曲梁理论计算浮圈结构的整体变形。【结果和结论】 浮圈不同位置的垂向变形有明显差异，在波浪传播方向的首尾两端的变形幅值明显大于中部，且这一特点随入射波频率的增加更加明显。在高频段浮圈的整体变形幅度随直径比和弹性模量的增加而减小，随水深的增加而增加。

摘要：

针对现阶段随机冰力时域模拟方法单一的问题，将一种经典的时域模拟方法——IFFT法，引入海上风机单桩基础随机冰荷载研究中。结合随机冰力模型，利用MATLAB软件平台编写冰荷载时域模拟程序。基于山东省东营市渤中某海上风电场8.5MW单桩式风机的结构与尺寸，进行算例分析，考虑入射角度作用，得到随机冰力在单桩基础结构上的实际分布情况，对IFFT法模拟随机冰力的精度和速度进行综合评价。研究结果表明，IFFT法作为一种计算简单快速、结果精确的时域模拟方法，适用于单桩基础随机冰力的计算，且所编程序能够实现输入少量参数，快速高效获得冰力数值与分布的目的，具有实用性和推广性。

摘要：

为了解决风电工程塔筒吊装过程中法兰盘螺孔变形过大问题，采用有限元数值模拟方法，研究吊具吊点位置对塔筒、法兰盘以及吊点螺孔变形特征的影响规律，研究结果表明：在重力方向上，主吊附近的塔筒截面及法兰盘发生轻微的压缩变形，辅吊附近的塔筒截面及法兰盘则出现拉伸变形；法兰盘辅吊吊点处的螺孔变形最为严重，变形比例达1.575%；辅吊吊点夹角120°时，塔筒、法兰盘及吊点螺孔的变形均最小。研究成果可为风电工程塔筒吊装施工中选取合理法兰盘夹具吊点位置提供参考。

摘要：

【研究目的】：养殖水舱为上层空气下层海水的封闭舱室，要求在航行和养殖过程中将300-900 Hz频段内的水下噪声声压级控制在150 dB以内，以避免对大黄鱼等经济鱼类产生应激反应，有必要探讨对水-空气多介质条件下的封闭舱室水下噪声预报方法；【方法】：以某10万吨级养殖工船的养殖水舱为研究对象，针对分析频段，采用统计能量法、有限元与边界元耦合法对养殖舱室结构进行辐射声场仿真与试验，将统计能量法得到的结构响应速度作为边界元模型的边界条件，研究分析封闭舱室不同介质内的噪声贡献量；【结果】：通过实船测试结果进行了验证，数值仿真虽然存在误差但此差值在误差范围之内；养殖舱内噪声分布方面，预报值和实测值呈现相同的分布趋势。【结论】：研究方法对同类型及相似船舶封闭舱内水下噪声预报有一定的参考意义。

摘要：

海洋平台井架作为石油钻采的重要承载设备，其在海洋中承受的风载要远远大于陆地。因此为了研究在强台风作用下海洋平台井架的抗风性能，提出静力分析和瞬态动力学分析相结合的方法，综合考虑背向风、侧向风和45°向风三种风向，利用Davenport功率谱，采取谐波叠加法和快速傅里叶技术模拟脉动风风场，用MATLAB编程得到相应的风速时程曲线，转化为风载加载到模型上，得出节点最大位移、轴向应力和弯矩的时程曲线。研究发现，45°向风为井架较不利风向，井架的底部和根部受载较严重，并且在动力学分析中45°向风的位移和应力等结果都为静力分析的近三倍，所以在未来的生产实践中推荐使用瞬态分析方法。

摘要：

圆筒型CFPSO（Cylindrical Floating, Production, Storage and Offloading）通常在两层甲板间采用挡浪墙结构，保护主甲板与工艺甲板间的封闭空间不进水，在高海况条件下其容易遭受较强波浪砰击。作为船体的重要结构，它需要满足强度要求但同时不能超重，因此需要准确而经济的设计方法。本文以流花11-1油田二次开发项目采用的圆筒型FPSO为例，基于理论计算与有限元分析相结合的方法，以局部计算模型体量和边界条件为优化目标，提出了平衡了设计效率和计算准确性的外飘挡浪墙结构设计分析方法。成功指导了现有工程实践，同时也可为类似结构设计问题提供参考。

摘要：

由于水下生产系统结构空间跨度较大,不同组件运行环境存在很大差异,多个组件采取相同维修策略影响维修方案制定的准确性,容易导致过维修或欠维修的问题。另外,组件之间存在相关性,某一组件的故障可能导致其相关组件的加速退化。针对上述问题,开展了主控站、液压动力单元、水下采油树等水下生产系统关键装备的视情维修方法研究,考虑经济依赖性、环境依赖性等组件关系。将系统分成多个子系统,针对不同复杂程度的系统提出不同维修策略,建立考虑连续退化和随机冲击作用的组件失效模型,提出不同复杂程度维修策略的选择流程。结果表明,组件间的复杂关系极大影响了维修策略的选择,更准确的维修策略能降低系统维修费用,提高系统可靠性。

摘要：

（目的）为了指导海上油田大斜度井射孔负压返涌作业，提供合理的返涌负压设计方法，提高射孔孔道清洁效果，保障油气井产能。（方法）结合大斜度井射孔作业特点，开展大斜度井射孔负压返涌实验，分析返涌时机对孔道清洁的影响，对比4种常用负压设计方法结果，通过实验结果验证不同负压设计方法设计结果的合理性，优化最小返涌负压设计方法。（结果）通过实验和分析发现：（1）负压返涌后的砂岩靶渗透率较原始渗透率提高13%，负压返涌可有效清洁射孔孔道，解除射孔污染；（2）射孔后立即负压返涌和间隔24h后负压返涌的砂岩靶渗透率增幅分别为112%、113%，两种工况条件下的渗透率增幅基本一致；（3）通过对比，当砂岩靶渗透率在5~34Md之间时，Berhmann法设计最小负压偏大，Core Lab、Conoc、VANN等方法设计最小负压偏小。（结论）研究表明，间隔24h后再进行负压返涌不会降低孔道清洁效果，大斜度井射孔后需要进行单趟负压返涌作业或采用动态负压射孔等技术清洁孔道，基于负压返涌实验结果拟合给出了低渗储层条件下的最小负压设计模型，可有效指导大斜度井射孔负压返涌作业，对提高油气井产量具有重要意义。

摘要：

在分析国内外技术现状的基础上，详细说明了宝石机械公司研制的13 5/8-10M卡爪式水下液压连接器的总体结构、技术参数以及有限元分析结果，并介绍了样机制造和试验情况，最后对卡爪式水下液压连接器的结构特点进行了总结。该卡爪式水下液压连接器具有液压锁紧和多重解锁、位置指示、型面自锁、垫环固位和更换等功能，产品通过了DNV和CCS船级社双认证，并取得了API 17D证书，开展了与用户设备的现场联调测试，有力推动了水下油气装备关键部件的国产化。

摘要：

为了满足跨海桥梁的施工，将半潜驳船改装为施工平台，为了解其在漂浮状态下的波浪动力特性，基于势流理论建立波浪与自升式改装平台的三维全尺寸数学模型。通过时域内的水动力计算，对自升式改装平台处于漂浮状态时，桩腿下放不同深度以及不同来浪方向的平台运动响应进行分析。通过计算发现：当平台桩腿下放不同深度时，改装平台整体处于一个稳定的状态，其整体运动响应与平台自身尺寸相比都很小；在不同来浪方向波浪作用下，改装平台在水平方向和垂荡方向的运动响应幅度与运动轨迹不同，平台在桩腿下放过程中尽可能保证迎浪面积小。所得结论，对深水自升式平台在漂浮状态的整体稳定性研究具有一定的指导意义。

摘要：

以国内首座110kV高压输配电设备与油气处理设施平台共建的海上某CEPC平台为例，采用CST Studio Suite电磁仿真软件对共建平台进行3D建模分析，通过数值模拟方法在高压电缆周围设置探针，对电缆周围空间内不同位置电磁场作对比分析并与现有标准进行比较，得知110kV高压电缆周边电磁场强度较大，对连接的周边甲板及平台支柱有一定影响，但均满足现有标准对公众曝露控制限值的要求。为进一步降低高压电缆电磁环境对人员及设备设施的影响，通过增加电磁屏蔽防护措施，对电缆桥架及其厚度、电缆间距及布局作了详细分析，发现增加电缆桥架及电缆“品”字型布局后，110kV高压电缆周边的电磁场强度明显降低，本文提出的高压电磁屏蔽防护措施可为后续工程项目提供重要的参考借鉴。

摘要：

脐带缆是波浪滑翔器中连接水面艇体与水下推进器的关键结构之一。本文以“先锋”波浪滑翔器为例,介绍了其结构组成和性能,重点对脐带缆结构中的柔性铠装缆、接线盒及缓冲减振结构进行了详细设计,研究了以类NACA翼型作为截面的铠装缆,比传统扁平缆减少40%的流体阻力；铠装缆2根3.5mm钢丝绳与接线盒通过固定压板和绕柱的连接方式,可提供约9994N的承载拉力；基于组合式碟形弹簧的缓冲减振结构,可缓冲吸收约115.3J的冲击能量,保证脐带缆结构可承受八级海况下产生的周期性载荷。最后,在南海开展了为期69天的海上试验,航行里程2383km,三级海况平均航速1.28kn,虚拟锚泊精度半径小于80m,验证了波浪滑翔器的海上航行性能。

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：塔筒起吊处于水平状态下，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加，随着塔筒厚度的增加而减少；基于敏感性分析数据，提出了基于遗传程序的塔筒最大变形预测模型，平均误差仅为6.19%。数值分析结果可为海上风电塔筒吊装施工提供参考。