摘要：夏威夷群岛因其特殊的地理位置及周围海底地形,长期遭受太平洋地震带和近岸地震带产生的海啸影响,如何准确地确定夏威夷群岛沿岸的海啸爬高对海洋结构设计具有重大意义。基于非线性浅水方程建立的NEOWAVES模型包含非线性静水压力项和垂向动量方程,用于描述海底的动态变形和弱频散波的传播过程,它能够模拟海啸的整个生命过程,包括产生、传播、爬高和淹没。以对夏威夷地区影响比较严重的1946年Aleutian历史海啸为例,采用NEOWAVES模型模拟其产生、传播以及在夏威夷欧胡岛沿岸地带的爬高。计算结果表明,NEOWAVES模型计算得到的欧胡岛沿岸(北部、西部和南部)的爬高与历史记录的爬高数据接近,验证了NEOWAVES模型的合理性和可靠性,同时也为夏威夷地区海洋结构物的设计提供合理的参考意见。

摘要：组合型振荡浮子式波浪发电装置由能量俘获系统与能量转换系统构成,其中能量转换系统直接决定整个装置的能量转换效率和发电功率。基于前期10 k W波浪发电装置的海试结果,对装置中的直驱型液压式能量转换系统进行结构优化,设计一种应用于100 k W波浪发电装置的蓄能型液压式能量转换系统,并研制"液压自调整控制系统",实现能量转换系统蓄能与放能过程的解耦控制。通过现场试验,验证优化后的能量转换系统在提高能量转换效率和维持过程平稳性上的有效性。基于该能量转换系统的能量输出特性,提出发电机带纯阻性负载时的"最大功率点跟踪"匹配负载计算方法,以及后续并网电力变换系统的拓扑结构设计,并通过Simulink仿真,验证方案的可靠性。

摘要：基于大挠度柔性索理论,采用可曲线梁模型模拟钢悬链线立管,考虑触地点挠度的影响,对CABLE3D程序进行了二次开发。同时考虑浮式结构运动和钢悬链线立管与海底相互作用问题,分析了Spar平台静态偏移引起的钢悬链线立管静态位形、顶张力、触地点弯矩以及挠度影响下节点有效张力的变化趋势。分析表明:浮体运动将引起立管顶张力和触地点弯矩的峰值,而且触地点挠度对轴力的影响也不容忽视。研究可为钢悬链线立管的设计分析提供一定的参考。

摘要：对国外海上风电机组基础结构的研究与工程应用现状进行了较为详尽地分析,重点对我国海上风电场开发建设有借鉴意义的重力式结构、单桩结构、三角架结构和导管架结构进行了分析论述。基于我国海洋工程技术水平和海上风电产业发展的动态,分析发展适合我国国情的海上风电机组基础结构的可行性及必要性,提出我国海上风电产业发展所面临的挑战。

摘要：开发了对浮式平台系统进行耦合动态分析的全时域程序。采用二阶时域方法计算水动力荷载,在此方法中,对物面边界条件和自由水面边界条件进行泰勒级数展开,利用Stokes摄动展开分别建立相应的一阶、二阶边值问题,而且此边值问题的计算域不随时间变化。采用高阶边界元方法计算每一时刻流场中的速度势,利用四阶预报校正法对二阶自由水面边界条件进行数值积分。在自由表面加入一个人工阻尼层来避免波浪的反射。对于系泊缆索/立管/张力腿的动力分析,在一个总体坐标系中对控制方程进行描述,采用基于细长杆理论的有限元方法进行求解。在耦合动态分析中,采用Newmark方法对平台和系泊缆索/立管/张力腿的运动方程同时进行求解。利用开发的耦合分析程序对一个桁架式Spar平台的运动响应进行了数值模拟,给出了平台的位移和系泊缆索/立管上端点的张力,并得到了一些重要结论。

摘要：水下承压结构承受复杂环境载荷作用,缩比模型试验是可靠性验证与结构寿命预测的重要方法。为保证缩比模型能够准确表征原模型的力学行为,进行了缩比模型试验和有限元缩比模型分析的结果对照,确定了缩比模型的具体缩放比例。进而通过缩比模型试验确定水下承载结构在承载过程中结构的易损关键部件及非易损部件,为后续有限元分析计算提供理论依据,即易损关键部位的局部重点研究和非易损部件的简化,进而提高了计算效率和计算结果的准确性。该方法通过有限元缩比模型的有限元分析计算推导出缩比模型的缩放比例,进而通过缩比模型试验确定水下承载结构的承载特性,对有限元缩比模型进行局部重点研究和局部简化,在保证后续计算准确性的基础上,大大提高了计算效率。