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极地半潜式海洋平台在不同环境载荷下的动态响应分析 被引量：1
1
作者 张奥博 闯振菊 +3 位作者 刘社文 李春郑 季顺迎 屈衍 《船舶力学》 EI CSCD 北大核心 2024年第3期422-434,共13页
北极地区拥有丰富的油气资源,在该海域进行油气资源的开发和利用具有巨大的发展前景,但也极具挑战性。当前海洋平台的设计规范并未充分考虑海冰的影响。北极海域存在无冰期和有冰期,为了实现平台全年在海上进行作业,需要联合考虑波浪载... 北极地区拥有丰富的油气资源,在该海域进行油气资源的开发和利用具有巨大的发展前景,但也极具挑战性。当前海洋平台的设计规范并未充分考虑海冰的影响。北极海域存在无冰期和有冰期,为了实现平台全年在海上进行作业,需要联合考虑波浪载荷和冰载荷的作用。本文研究某半潜式海洋平台在波浪、平整冰以及碎冰不同工况下的动态响应,采用势流理论和莫里森方程计算波浪载荷,利用离散元方法求解冰载荷,使用细长体有限元的方法分析锚泊系统,通过非线性时域计算求解得出平台的运动以及锚泊系统受力。结果显示:相较于其他环境载荷,平整冰作用下锚链的张力最大;在较小的海冰厚度、海冰密集度和冰块平均面积下的碎冰区,平台的运动符合现行安全规范。本文的研究可为北极地区油气资源的安全开发提供参考价值。 展开更多
关键词 北极油气资源 半潜式海洋平台 波浪载荷 冰载荷 冰与结构相互作用
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砂土地基中吸力筒基础内土塞高度研究
2
作者 黄山田 王震 +2 位作者 董振强 申志超 邵亮亮 《中国海上油气》 北大核心 2025年第2期259-269,共11页
吸力筒基础在海洋工程领域应用广泛,其在沉贯过程中易出现土塞现象,影响基础的顺利安装。关于吸力筒基础在沉贯过程中土塞高度的研究,目前主要集中在黏土地基,针对砂土地基的研究相对匮乏。本研究通过有限元软件ABAQUS中VUMAT子程序,将... 吸力筒基础在海洋工程领域应用广泛,其在沉贯过程中易出现土塞现象,影响基础的顺利安装。关于吸力筒基础在沉贯过程中土塞高度的研究,目前主要集中在黏土地基,针对砂土地基的研究相对匮乏。本研究通过有限元软件ABAQUS中VUMAT子程序,将亚塑性本构嵌入耦合欧拉-拉格朗日数值模型,研究砂土地基中吸力筒沉贯过程的土塞隆起效应。首先,将本文数值模拟结果与现有模型试验及数值模拟结果对比,验证了本文方法的可靠性;进一步开展参数分析,探究吸力筒径厚比、砂土相对密度和筒-土界面摩擦系数对筒内最大土塞高度的影响;并基于数值计算,提出了砂土地基中吸力筒沉贯过程中筒内最大土塞高度的预测公式。结果表明:吸力筒径厚比和砂土相对密度是筒内最大土塞高度的主要影响因素,筒-土界面摩擦系数的影响程度较小。研究成果为吸力筒的设计和安装提供了理论依据。 展开更多
关键词 吸力筒基础 土塞高度 砂土 数值模拟 亚塑性模型 径厚比 砂土相对密度 筒-土界面摩擦系数
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聚氨酯新型立管固定夹具的设计与计算分析
3
作者 祁雷 郑仁杰 +4 位作者 陈第一 屈衍 李宁 孙兆恒 刘子梁 《哈尔滨工程大学学报》 北大核心 2025年第7期1325-1332,共8页
针对立管固定系统成本居高不下、安装困难和效率低等问题,本文依据海洋平台中油气管道项目的设计需求,设计了一种氨酯复合材料新型立管固定夹具。并采用有限元仿真计算和经验计算的方法,开展了夹具材料的力学特性分析、聚氨酯复合材料... 针对立管固定系统成本居高不下、安装困难和效率低等问题,本文依据海洋平台中油气管道项目的设计需求,设计了一种氨酯复合材料新型立管固定夹具。并采用有限元仿真计算和经验计算的方法,开展了夹具材料的力学特性分析、聚氨酯复合材料夹具的强度分析、含有钢带的聚氨酯夹具强度分析、立管及夹具的安装动力学分析和在位分析、以及夹具上螺栓滑动和接触的校核等分析。计算结果表明:夹具的材料选型和设计方案满足设计要求,但发现仍存在材料和结构强度优化的空间,钢带加强的夹具力学性能更加优良。在进一步的设计中可以考虑只在连接处进行加强,提高其承载力和材料的利用率。 展开更多
关键词 聚氨酯 复合材料 立管夹具 结构设计 结构强度 动力学分析 在位分析 螺栓校核
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海上起重机人员转运事故的N-K模型风险耦合分析
4
作者 李杨 董雪 +4 位作者 杨霄 李明丹 张扬冰 屈衍 孙海莹 《安全与环境学报》 北大核心 2025年第5期1675-1682,共8页
为了识别海上起重机人员转运事故发生的耦合风险因素,采用N-K模型探究该过程中的安全风险问题,以减少海上人员转运事故的发生。基于所收集的104例海上起重机人员转运事故,通过计算交互信息值T,量化分析风险的耦合情况。结果表明:(1)在... 为了识别海上起重机人员转运事故发生的耦合风险因素,采用N-K模型探究该过程中的安全风险问题,以减少海上人员转运事故的发生。基于所收集的104例海上起重机人员转运事故,通过计算交互信息值T,量化分析风险的耦合情况。结果表明:(1)在多风险耦合分析中,人员、机器和环境因素耦合下的交互信息值最高,因此,在海上起重机人员转运的风险管控中,应重点关注人员培训、设备检修以及环境实时监测等问题,其中,对人员的风险控制更加重要;(2)当双因素风险耦合发生时,管理和环境的风险耦合更容易引起事故发生,因此应加强对管理风险的控制;(3)对于4个风险因素耦合情况,虽然本研究的交互信息的理论计算值为0,但该情况的可能性不容忽视。在实际工程中,应对每一个风险因素采取预防措施,以减少事故发生的概率。将N-K模型应用于海上起重机人员转运事故安全风险的定量分析,拓宽了N-K模型的应用领域,为海上作业安全管理提供了新的理论依据和实践指导。 展开更多
关键词 安全工程 海上起重机人员转运 N-K模型 风险耦合分析
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可移动自升式井口平台的立管强度和疲劳寿命分析 被引量：1
5
作者 李行 邹科 +5 位作者 陈第一 周崇尧 屈衍 严晓扬 唐霖 李镜 《船海工程》 北大核心 2024年第2期115-120,共6页
针对自升式海上平台中两种结构形式的WZ12-8E/W立管,考虑波浪、洋流、土壤特性、附着海生物、温度和腐蚀等综合环境,计算和分析不同设计水位工况下,两种立管在平台移动下的结构强度,并校核是否发生涡激振动,以及预测交变载荷作用下的疲... 针对自升式海上平台中两种结构形式的WZ12-8E/W立管,考虑波浪、洋流、土壤特性、附着海生物、温度和腐蚀等综合环境,计算和分析不同设计水位工况下,两种立管在平台移动下的结构强度,并校核是否发生涡激振动,以及预测交变载荷作用下的疲劳寿命。借助ORCAFLEX有限元软件,计算两种立管在多种海况下的动态响应,并把弯矩和张力转化为应力值。利用S-N曲线、雨流计数法和Miner累积损伤准则预测其疲劳寿命,并分别累计0°、45°和90°每个方向下37个工况的疲劳损伤。计算发现两种立管在作业和极端工况下,不会发生涡激振动,强度满足设计要求;但发现疲劳损伤较大且不满足设计寿命要求的结构区域,并提出增加疲劳寿命的改进方法。 展开更多
关键词 平台立管 动态响应 结构强度 涡激振动 疲劳寿命
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拖挂载荷下复合材料水下防护结构损伤分析
6
作者 石锦坤 郑仁杰 +3 位作者 刘晓彬 陈第一 屈衍 王召 《船海工程》 北大核心 2024年第5期38-43,共6页
通过对水下防护结构的材料开展海水劣化和材性试验,证明玻璃纤维和乙烯基酯树脂组成的复合材料在海水浸泡后仍具有很高的强度。根据海底管道终端的功能需求对水下防护罩展开结构设计和铺层设计。并基于Larc05损伤准则,借助ABAQUS对所设... 通过对水下防护结构的材料开展海水劣化和材性试验,证明玻璃纤维和乙烯基酯树脂组成的复合材料在海水浸泡后仍具有很高的强度。根据海底管道终端的功能需求对水下防护罩展开结构设计和铺层设计。并基于Larc05损伤准则,借助ABAQUS对所设计的水下防护罩展开拖挂载荷下的损伤分析和研究。分别对有无帽型加强筋的两种防护罩上的4个不同拖挂位置进行加载、计算和分析,发现结构最容易发生的是基体损伤。无帽型加强筋的防护罩在位置3和4相对位置1和2更容易出现损伤。有帽型加强筋的防护罩相对无帽型防护罩,在位置2处的承载力下降了29.6%,发生纤维断裂损伤,剩余位置处承载力都有所提升。 展开更多
关键词 水下防护结构 玻璃纤维复合材料 结构设计 Larc05准则 损伤预测
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深海采矿动态数字孪生系统开发 被引量：6
7
作者 罗岚 周崇尧 +3 位作者 胡琼 杨杰 邹科 屈衍 《哈尔滨工程大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第2期197-203,共7页
数字孪生技术是近年发展起来的工业数字化技术,本文针对深海采矿系统介绍了动态数字孪生系统的构建过程。深海采矿系统结构复杂、操作难度大、环境极端、过程可视化困难。建立深海采矿动态数字孪生系统,对采矿过程进行全生命周期进行可... 数字孪生技术是近年发展起来的工业数字化技术,本文针对深海采矿系统介绍了动态数字孪生系统的构建过程。深海采矿系统结构复杂、操作难度大、环境极端、过程可视化困难。建立深海采矿动态数字孪生系统,对采矿过程进行全生命周期进行可视化监测与数据管理,实现交互控制。本文针对深海采矿系统物理实体建立了高精度、多尺度数字模型,实现了采矿系统物理空间与数字空间状态信息映射,通过物理空间状态信息驱动数字模型实时更新状态,对物理实体动态行为进行精准映射。对该系统的应用框架、关键技术、开发流程以及运行流程进行了说明,阐述了基于状态诊断的深海采矿动态数字孪生系统开发过程。本研究在深海采矿作业中具有重要意义。 展开更多
关键词 动态数字孪生 深海采矿 数字化 监测系统 输送系统 集矿机
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高分子薄膜的三维显微表征
8
作者 何炳恩 邵盛培 +6 位作者 梁霄 陈家董 殷盼超 毛雁 吴明星 龚湘君 张广照 《液晶与显示》 CAS CSCD 北大核心 2023年第6期778-788,共11页
高分子薄膜通常具有结晶、相分离等微尺度结构,同时在制备和加工过程中也会形成表面缺陷、气泡等不均匀结构,这些都会严重影响其性能。然而,表征这些结构目前还没有很好的方法。本文探究了数字全息显微镜(Digital Holographic Microscop... 高分子薄膜通常具有结晶、相分离等微尺度结构,同时在制备和加工过程中也会形成表面缺陷、气泡等不均匀结构,这些都会严重影响其性能。然而,表征这些结构目前还没有很好的方法。本文探究了数字全息显微镜(Digital Holographic Microscopy,DHM)这一原位、无损、高精度的光学三维显微技术在高分子薄膜表面及内部结构、缺陷表征中的应用。利用自建的DHM和三维连续定位算法对100 nm聚苯乙烯纳米颗粒在液相薄层中的分布、晶圆涂覆聚氨酯后表面的形貌、聚甲基丙烯酸酯薄膜与水的相分离过程、聚乙二醇薄膜干燥过程中的边缘结晶、聚乙烯醇薄膜内的微纳气泡进行了表征,证明DHM具有很高的成像分辨率,能够对高分子薄膜的表面和内部同时实现高精度的原位三维缺陷监测与结构表征,具有独特的优势和应用前景。 展开更多
关键词 高分子薄膜 数字全息 三维成像
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上海市感潮河网水质劣化机理研究
9
作者 魏祥龙 陆卫安 +6 位作者 唐洪武 王玲玲 羊丹 陈红 袁赛瑜 黄茗 吕升奇 《水资源保护》 2025年第5期319-328,共10页
以典型平原河网上海市蕰南片区为例,综合运用实测数据分析、数值模拟以及现场采样测定等技术手段,开展感潮河网水质劣化机理研究。结果表明:蕰南片区河网水质时空异质性显著,非汛期水质明显优于汛期,东部和南部河道水质显著优于西部和北... 以典型平原河网上海市蕰南片区为例,综合运用实测数据分析、数值模拟以及现场采样测定等技术手段,开展感潮河网水质劣化机理研究。结果表明:蕰南片区河网水质时空异质性显著,非汛期水质明显优于汛期,东部和南部河道水质显著优于西部和北部;降雨致使该片区河网中NH_(3)-N、TP、COD及浊度等指标严重超标,其中降雨引发的污水直排污染负荷增加是汛期水质劣化的主要成因;污水直排还造成该片区河网底泥污染严重,汛期以防洪为目标的工程调度形成了低水位-高流速的水动力格局,底泥冲刷、污染物再悬浮与持续释放,进一步加剧了汛期水质劣化;非汛期弱动力河道因换水率低、自净能力弱,叠加底泥污染物持续释放,导致水质劣化与稳定性差。 展开更多
关键词 感潮河网 水污染 水动力重构 一维河网模型 上海市
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