摘要：整体式止屈器是一种必备的海洋工程装置,它在阻止海底管道屈曲传播和保证海底管道安全运行方面发挥着重要的作用,而穿越压力是其设计和安装的重要的技术参数。为了得到更准确的计算结果,采用模型试验和数值模拟的方法,对整体式止屈器穿越压力公式重新进行设计。将得到的计算公式与其他经典计算方法进行对比,验证了穿越压力计算的准确性,它对整体式止屈器的工程设计和建造具有指导意义。

摘要：采用浸入边界法对横流向热浮升力作用下并列双圆柱的流致振动进行数值模拟研究。详细总结了理查森数Ri=3条件下并列双圆柱的最大振幅、时均位移、升阻力系数、频率特性和尾流模式等随间距比及折合流速的变化规律。研究发现:在横流向热浮升力作用下,并列双圆柱振幅和升、阻力系数呈现不对称特点,振动响应除出现涡激振动外,在更高折合流速下出现驰振;圆柱振动平衡位置相对其初始位置均发生与热浮升力反向的偏移,偏移量随折合流速增大而增加;在涡振阶段,并列双圆柱尾流场表现出稳定的宽窄尾流模式,两个圆柱的泄涡基本保持反相同步;在驰振阶段,尾流场表现为同相同步模式,圆柱的振动响应出现了倍频锁定现象。

摘要：针对传统时域预报方法的准确性依赖计算时间步长、频域法只能得到稳态响应的问题,基于Laplace变换提出一种新的海上升压站动力振动响应预报方法。通过解耦得到模态坐标系振动方程,在Laplace域求解海上升压站结构振动响应的极值和留数,进而得到时域响应。该方法考虑海上升压站的初始条件,可避免时域积分引起的误差。分别采用悬臂梁模型和导管架式海上升压站模型对该方法进行验证,结果表明了其振动响应预报的准确性。

摘要：导管架式海上升压站的瞬态响应分析依赖时域积分法,初始条件引起的瞬态响应中阶次较高的振动成分,必须取足够小的计算时间步长才能得到较准确的结果。针对海上升压站的瞬态响应分析,提出一种基于Laplace变换的频域计算方法。该方法通过振动系统的特征值分析得到传递函数的极点和零点,进而计算传递函数的极值和留数,同时将初始条件考虑到瞬态响应的极值和留数中,经Laplace逆变换得到时域瞬态响应。分别采用四自由度系统和导管架式海上升压站数值模型对此方法进行验证,并与Newmark⁃β法进行对比,结果表明该方法计算的瞬态响应与Newmark⁃β法计算结果吻合较好,并能够避免Newmark⁃β法由于时间步长较大引起的误差,说明了该方法的正确性。

摘要：准确获得浮式海上升压站的延迟函数是对其进行动力响应分析的重要内容之一。该文提出一种基于频域拟合的浮式海上升压站延迟函数计算方法。该方法的创新点在于对水动力参数进行频域拟合,得到延迟函数Laplace变换的有理分式形式,从而将延迟函数的信息保存在一系列的极值和留数中,进而得到浮式海上升压站的延迟函数。文中分别采用延迟函数数学模型和浮式海上升压站进行验证,结果表明:该文方法能够准确计算浮式海上升压站的延迟函数,并且对水动力参数频率采样间隔的不敏感,具有较好的稳定性。

摘要：针对有初始缺陷海底管道在弯曲、轴力和外部静水压力联合作用下的复杂载荷屈曲压溃问题,建立管道的屈曲压溃理论模型,研究中考虑管道变形的几何非线性和材料非线性,运用结构弹塑性本构关系,基于虚功原理建立管道屈曲压溃方程;运用MATLAB编程进行数值计算,分别研究分析弯曲、轴力和外部静水压力单独作用,以及3种载荷联合作用的管道压溃压力。研究结果表明:复杂载荷条件下的有缺陷管道,尤其是当轴力和曲率比较大时,各因素对管道屈曲压溃压力影响的非线性特征逐渐明显;多种载荷的联合作用与单一载荷对屈曲压溃压力的影响是不一致的。研究结果可为实际工程中海底管道临界屈曲载荷的确定、危险位置的辨识、设计中的结构参数优化以及施工中的屈曲控制提供理论依据,从而保障海洋油气输送安全。

摘要：浮式海上升压站的动力响应分析是其设计阶段的重要内容,对浮式升压站进行结构优化进而改进其水动力性能意义重大。提出一种基于状态空间模型的浮式海上升压站平台动力响应算法,该方法通过频域拟合的方法计算延迟函数频响函数有理分式的系数,得到延迟函数的极值和留数,进而构建延迟函数的状态空间模型,通过状态空间模型代替Cummins方程中的卷积项,从而计算浮式海上升压站的动力响应。采用日本福岛示范项目的浮式升压站模型对方法进行验证,结果表明计算得到的动力响应与商业软件SESAM计算结果吻合较好,说明方法的有效性。

摘要：本文采用耦合欧拉-拉格朗日(CEL)方法模拟深海中空细长圆柱壳在外压作用下的内爆。通过试验数据对数值计算结果进行校准,得到内爆过程中壳体和周围流体的响应,揭示多个壳体并排布置时的流固耦合机理。计算结果表明:圆柱壳内爆是一个瞬态高能动力事件,在内爆过程中,周围的流体高速涌向壳体,导致压力分布发生空间变化,进而导致相邻壳体发生预变形,这种变形增加了壳体失稳的可能性;此外,内爆壳体内表面一旦发生接触,就会导致高速流动流体撞击壳体外表面,流体动量的瞬时变化会产生向外辐射的脉冲波,且压力脉冲峰值远高于环境压力,这将使邻近壳体进一步发生变形,从而诱发链式内爆反应。

摘要：与国内已建成的海上升压站相比,脚靴式海上升压站导管架对桩和套筒间的灌浆连接强度要求更高,完全套用单桩风电结构的分析方法会使结构设计不准确。由于桩和套筒之间设置有剪力键,当特殊情况时还需增加灌浆连接增强钢筋,在地震及撞船作用下容易导致灌浆接触界面分离等破坏,当前尚未有针对此类情况系统的灌浆连接强度校核方法。以某脚靴式海上升压站为例,分析其在在位、撞船、地震、疲劳等多个主控工况下灌浆连接、剪力键及增强钢筋的强度及稳定性,结果表明该海上升压站灌浆连接段满足设计要求,并研究了各参数对灌浆连接段强度的敏感程度,为今后脚靴式海上升压站各主控工况下的灌浆连接段强度分析、优化设计提供参考与借鉴。

摘要：海上升压站是海上风电场中不可或缺的组成部分,其结构型式与传统的海上油气平台有所差异,完全套用现有抗震分析方法可能使结构设计不经济。由于地质条件特点不同,国外海上风电场鲜有位于高地震烈度区的案例,因此当前有关海上升压站抗震设计的理论和经验也不充分。针对我国首个位于高地震烈度区内的海上升压站,建立精细化有限元模型,利用非线性静力推覆分析方法,并结合敏感性分析结果与工程实际情况给出其地震储备承载系数的合理化取值,为今后典型海上升压站的抗震设计提供参考与借鉴。