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：

建立调频液体阻尼器（Tuned Liquid Damper，TLD）数值计算模型，利用OpenFOAM二相流动网格方法进行求解，并基于试验数据验证计算方法的有效性。分析TLD减振力与固有频率和激励频率的关系。建立Simapck与OpenFOAM耦合求解方法，对TLD在风机塔架上的布置数量、布置位置和固有频率对风机塔架减振效果的影响进行研究。计算结果表明，当TLD的固有频率等于塔架一阶振动频率且TLD布置在塔架顶端时，TLD的减振效果更好。

摘要：

基于三维势流理论，考虑运输船舶对起重船的水动力干扰作用，建立双浮体系统中起重船-吊物的时域耦合分析模型，研究4种系泊方案下起重船与吊物的运动响应，结合系泊缆张力的动态响应，对比分析系泊系统对起重船和吊物的影响。结果表明：起重船与吊物的运动响应具有同步性；当运输船旁靠起重船时，起重船和吊物的运动响应较小，可有效地降低运输船对起重船的水动力干扰。

摘要：

针对深水自升式平台桩靴边界条件模拟问题，以某300英尺（1英尺=0.304 8 m）自升式平台为例，采用ANSYS有限元软件进行静力分析和极限承载力分析，对比常规铰支和弹性基础约束条件对自升式平台桩腿强度的影响，进一步探究不同桩-土边界条件对桩腿极限承载力和失效模式的影响。结果表明：弹性基础约束方式可有效降低重力二阶效应（p-Delta效应）的影响程度，使相应工况下的有效应力明显减小，在这种约束方式下计算得到的桩腿刚度更大且桩腿会率先进入塑性阶段；铰支约束过于保守；在2种边界条件下桩腿的失效模式也有较大差异。研究结果可为自升式平台的设计提供参考。

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：

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：

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。

摘要：

针对目前半潜式海上风机垂荡性能差的缺点，设计了一种无桁架半潜式海上风机基础，考虑黏性阻尼作用下，分析了半潜式基础的水动力系数及频域响应特性。并进一步分析了风浪联合作用下风机的时域运动特性和系泊张力。结果表明，设计的新型半潜式基础在垂荡性能上有较大的提升。在频率分析中，波浪入射角对垂荡的影响不大。在时域分析中，发现漂浮式风机的垂荡运动主要受波浪载荷影响，风载荷决定纵荡、纵摇的平均平衡位置，波浪载荷决定运动响应的幅值，并导致运动出现更强的波动性。与运动响应特征类似，平均系泊张力主要受风载荷影响。在波浪载荷作用下，系泊张力幅值增大，最大系泊张力由波浪载荷和风载荷共同主导。进行漂浮式风机设计时，需重点考虑额定风速、极端风速以及极端海况几种条件的组合。

摘要：

海上浮式风电快速发展,垂直轴风力发电机(VAWT)结构简单、重心较低,在深远海网箱自供能等领域更具有开发潜力。VAWT构造远不同于水平轴风机(HAWT),风场阵列各机组相互影响规律不清,水平轴风机阵列工程经验难以直接应用。针对H型垂直轴风力发电机,通过CFD模拟,将翼型设计与涡轮阵列相关联,对比分析多种翼型及不同阵列条件下垂直轴风机的转矩系数 、功率系数 及平均功率参数Ω：非对称翼型相较于对称翼型在高叶尖速比下功率系数较低,弯度效应能显著提高翼型在下风区的功率系数；风场阵列中,三涡轮阵列优化后下风区涡轮功率显著提升,单涡轮功率可提升40%,风场整体功率提升约20%,针对海上牧场结构平面提出了五个涡轮阵列,优化后风场整体效率提升了65%,单涡轮性能提升可达100%。以上研究成果对于提高深远海网箱系统功能与设计具有推动意义。

摘要：

单桩基础凭借其结构简单、便于安装等特点，广泛应用于海上风电的建设中。然而，关于如何确定单桩基础的水平极限承载力，目前并没有统一的方法。本文总结了已有的三类确定方法，分别为：极限平衡法、p-y曲线法和定性方法，并结合试验案例研究了不同方法计算得到的水平极限承载力之间的差异性。结果表明：不同方法求得的结果差异性较大，最大差距能达到38.84%。因此，鉴于无统一的方法，以及不同方法得到的结果差异性较大，单桩基础的极限水平承载力确定还需进一步研究。

摘要：

海上老旧油田注聚开发过程中大型注聚泵的持续低频、高幅值振动容易引发注聚平台局部疲劳损伤，严重影响了注聚平台的结构安全。本文基于Abaqus软件建立了大型注聚泵作用下注聚平台动力响应分析模型，探究了注聚泵布置方式、开启数量、启动间隔等参数对注聚平台振动特性的影响规律。基于被动隔振原理提出了一种迷宫式约束阻尼隔振基座用于降低平台的振动，并利用数值方法对该约束阻尼隔振基座的隔振效率进行了研究。结果表明，注聚平台的振动响应会随着注聚泵开启数量的增加呈现线性增长趋势，不同启动间隔可导致注聚泵机振动荷载相互抵消，从而导致注聚平台振动响应大幅降低，而迷宫式约束阻尼隔振基座可显著降低注聚平台多个自由度的振动响应，其隔振效率可达20%。

摘要：

随着海上风电的迅猛发展，大型海上换流站得到越来越多的应用，但随着换流站体积和重量的增加以及换流站内部精密仪器对运输及安装过程中组块运动的特殊限制，其海上安装难度也在不断加大，传统的吊装法不能满足该安装要求，而适用于大体积、大吨位组块安装的浮托法相对可靠但也需要多加考量。通过OrcaFlex软件对三峡如东海上换流站的运输及浮托安装的关键阶段进行耦合水动力分析，为换流站的实际运输和浮托安装作业提供一定参考，进而降低其海上安装风险。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及驳船和换流站的运动进行了全方位、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：

面向海上太阳能资源开发,提出了一种轻量化单层框架式漂浮式海上光伏支撑结构,而极浅水、大潮差为漂浮式海上光伏阵列系泊系统的设计带来极大挑战。考虑风、浪、流等环境荷载联合作用,采用时域耦合动力分析方法,对漂浮式光伏阵列与系泊系统整体动力响应进行了数值仿真,探究了不同系泊参数对模块阵列运动响应与系泊缆受力等的影响规律,结果表明：通过合理选择系泊半径、浮子位置、浮子净浮力与预张力大小等,可以有效改善漂浮式海上光伏模块阵列的运动响应与系泊缆张力。基于此对系泊系统进行优化设计,并给出了满足工程要求的系泊系统设计方案。

摘要：

针对海上风-浪互补发电系统的输出功率不稳定、耦合效率低的问题,提出了一种采用差速齿轮机构进行风能-波浪能两种能量耦合的方案。以发电功率20kW为设计目标,对该方案中的差速齿轮机构进行了结构设计,建立了该差速齿轮机构的动力学方程,利用AMESim二次开发平台创建了该套差速齿轮机构的子模型,在AMESim环境下构建了风-浪互补发电系统仿真模型。通过对模型参数进行优化匹配,实现了耦合发电系统功率的平稳输出。平均发电功率为18.4kW,发电效率为92%,与两个系统独立发电相比效率提高了7.5%,为风-波互补发电系统能量的高效耦合提供了一套新的解决方案。

摘要：

“深海一号”大气田在国内首次应用深水半潜式生产储油平台和钢悬链立管系统。立管系统布置受波浪、海流方向以及水下气井接入位置等多因素影响，不同布置方案下，潜在的立管泄漏会对半潜平台和生活楼造成不同的影响。针对水下接入的两根外径323.9mm生产立管，定量评估研究了布置在半潜平台东侧浮箱和西侧浮箱两种不同方案对生活楼的安全风险。分析表明，钢悬链立管悬挂在半潜平台西侧浮箱对生活楼造成的火灾风险显著小于布置于东侧浮箱方案，但两种布置方案均满足可接受风险标准。“深海一号”大气田采用高等级安全策略，将外径323.9mm钢悬链立管悬挂在半潜平台西侧浮箱，在生活楼设置H60防爆墙，并综合采用泄漏报警系统、生产压力异常报警关断系统、流动安全管理系统、安全消防系统，保障国内首个深水自营大气田的安全。相关实践可为南海其他深水开发项目油气立管系统布置设计和风险评估提供参考。

摘要：

J型保护管为海底电缆提供外部保护，避免其在波浪海流载荷作用下产生较大的移动变形，但运营期由于海底局部冲刷，改变了海底电缆出泥点位置，导致海底电缆发生悬空，影响其结构强度。应用OrcaFlex软件建立了分析模型，针对不同局部冲刷深度以及不同重现期下的环境参数，采用非线性时域方法对海底电缆的结构状态进行评估。经计算，不同冲刷深度与不同重现期的环境条件对海缆的结构强度均产生较大影响，海缆的最小弯曲半径是限值工况，出现在J型保护管喇叭口区域。在1年一遇与百年一遇环境条件下，不同冲刷深度对应的最小弯曲半径极值点不同。

摘要：

自升式海洋平台桩靴作为平台的重要组成部分存在结构庞大笨重，应力分布不均等问题。针对自升式海洋平台JU2000E桩靴，应用ANSYS建立有限元模型，依据ABS规范对其预压载工况和风暴自存工况下进行强度分析与校核，采用桩靴各结构板厚作为优化设计变量，通过最优拉丁超立方抽样选取样本点，结合径向基（RBF）神经网络算法，建立设计变量和各响应的代理模型，并基于第二代非劣解遗传算法（NSGA-Ⅱ）对桩靴进行多目标优化。对优化后桩靴进行仿真验证，桩靴重量减轻，应力减小且分布更均匀。