抗浪型浮式光伏浮体系统设计及水动力分析

1

作者 李政谋 霍发力 嵇春艳 《舰船科学技术》 北大核心 2024年第23期132-137,共6页

随着双碳目标的提出,海上绿色能源的发展前景非常广阔。浮式光伏是在水面上布置太阳能电池板以收集太阳能的技术,具有一些独特的优势。本文提出一种抗浪型半潜式浮式光伏设计方案,该方案可模块化设计和组装,单模块光伏装机容量为0.25 M... 随着双碳目标的提出,海上绿色能源的发展前景非常广阔。浮式光伏是在水面上布置太阳能电池板以收集太阳能的技术,具有一些独特的优势。本文提出一种抗浪型半潜式浮式光伏设计方案,该方案可模块化设计和组装,单模块光伏装机容量为0.25 MW。根据实际海域设计需要,可由双模块、多模块组成阵列布置,模块之间连接方式采用橡胶圈弹性连接,在控制相对运动和安全性下,减少连接载荷和模块间碰撞。系泊系统采用三段式组合锚链半张紧式系泊方案,具有布锚半径较小、适应潮差等优点。文中以近海某一海域为应用海域,波浪等级选取6级波浪,风级选取12级风对双模块浮式光伏进行水动力性能分析。基于三维势流理论对提出的抗浪型浮式光伏装备进行时域全耦合分析,得到装备中2个模块在给定海况下的水动力特性、系泊缆受力和连接结构受力特性,并进行安全性评估。 展开更多

关键词 半潜式 模块化 水动力性能 系泊系统 连接结构

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工作水深对浮式平台波浪砰击影响的敏感性分析 被引量：10

2

作者 霍发力 张健 杨德庆 《上海交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第4期410-417,共8页

运用风洞和水池试验结果修正后的数值模型,同时考虑平台承受的风、浪、流环境载荷,及全尺度锚泊系统,以一典型半潜式平台为例,利用ANSYS-AQWA软件对半潜式平台波浪砰击次数和砰击载荷进行了非线性数值分析.在300、400和500m工作水深,45&... 运用风洞和水池试验结果修正后的数值模型,同时考虑平台承受的风、浪、流环境载荷,及全尺度锚泊系统,以一典型半潜式平台为例,利用ANSYS-AQWA软件对半潜式平台波浪砰击次数和砰击载荷进行了非线性数值分析.在300、400和500m工作水深,45°、90°和180°3个载荷方向上建立9个工况,以及每个工况下的10个子工况,利用挪威船级社规范,研究了工作水深对平台的波浪砰击次数和砰击载荷影响的敏感性.针对各工况中的10个子工况结果,以90%的Gumble分布值作为最终的平台气隙的结果.通过数值模拟研究表明:相同的环境载荷、锚链类型和预紧力的情况下,平台的工作水深对平台气隙和波浪砰击的影响非常敏感.因此,在平台设计过程中应充分考虑工作水深对平台气隙和波浪砰击的影响. 展开更多

关键词 半潜式平台 工作水深 气隙 波浪砰击

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工作水深对半潜式平台气隙影响的敏感性研究 被引量：2

3

作者 霍发力 赵银芝 王军伟 《江苏科技大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2017年第6期720-725,共6页

运用风洞和水池试验结果修正后的数值模型,同时考虑平台承受的风、浪、流环境载荷及全尺度锚泊系统,以一典型双浮体四立柱半潜式平台为例,对半潜式平台气隙响应进行了非线性数值分析.考虑到时域内模拟随机波时存在不稳定性,在每种工况... 运用风洞和水池试验结果修正后的数值模型,同时考虑平台承受的风、浪、流环境载荷及全尺度锚泊系统,以一典型双浮体四立柱半潜式平台为例,对半潜式平台气隙响应进行了非线性数值分析.考虑到时域内模拟随机波时存在不稳定性,在每种工况下进行了10个子工况,以90%的Gumble分布值作为最终的平台气隙结果.通过数值模拟研究表明:在300、400、500 m工作水深中,相同的环境条件、锚链参数,以及相同的预紧力工况下,45o、90o和180o三个方向在时域内的平台气隙结果显著不同,工作水深对平台气隙影响非常敏感,在平台设计过程中应充分考虑水深的影响. 展开更多

关键词 工作水深 气隙 半潜式平台

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海洋平台抛锚方式模糊优化设计方法 被引量：1

4

作者 霍发力 杨德庆 《海洋工程》 CSCD 北大核心 2014年第2期52-60,共9页

海上钻井平台由于工作地点经常发生变化,工作环境条件随之改变,锚泊抛锚方式就要相应更改。本文针对深海半潜平台及其悬链线式系泊定位系统,运用平台与锚链耦合运动时域分析方法,对其水动力性能进行探索,并提出一种运用模糊算法计算平... 海上钻井平台由于工作地点经常发生变化,工作环境条件随之改变,锚泊抛锚方式就要相应更改。本文针对深海半潜平台及其悬链线式系泊定位系统,运用平台与锚链耦合运动时域分析方法,对其水动力性能进行探索,并提出一种运用模糊算法计算平台抛锚方式优化设计方法,此方法可使钻井平台在风暴自存工况和钻井工作工况下更快更好地找到最佳抛锚方式。以一典型的半潜式钻井平台为例进行数值模拟,结果表明本文提出的方法是可行的,能够很方便地找到比较好的抛锚方式来满足相关要求。这种锚泊优化设计方法可为平台及其系泊系统设计提供参考。 展开更多

关键词 半潜式平台 系泊系统 水动力性能 时域耦合分析 模糊方法

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基于模糊理论海洋平台的MRFD半主动控制理论研究 被引量：2

5

作者 霍发力 嵇春艳 +1 位作者 李珊珊 陈明璐 《中国海洋平台》 2009年第1期31-35,共5页

基于模糊理论控制采用磁流变阻尼器(MRFD)对海洋平台在随机波浪力作用下的振动控制效果进行研究。以平台的位移、速度响应为输入量,给出最优控制力的计算方法,并基于线性波浪理论和Morison方程实现了随机波浪力的数值仿真。以平台结构... 基于模糊理论控制采用磁流变阻尼器(MRFD)对海洋平台在随机波浪力作用下的振动控制效果进行研究。以平台的位移、速度响应为输入量,给出最优控制力的计算方法,并基于线性波浪理论和Morison方程实现了随机波浪力的数值仿真。以平台结构振动响应幅度为控制目标,设计MRFD系统,实现对海洋平台的最优控制。以典型导管架平台为例,进行多自由度数值仿真,仿真结果表明模糊控制下MRFD的半主动控制对海洋平台的动力响应有明显的控制效果。 展开更多

关键词 海洋平台 模糊控制理论 磁流变阻尼器 半主动控制

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水深对半潜式平台水动力性能及波浪载荷的影响 被引量：9

6

作者 霍发力 《船舶工程》 北大核心 2014年第6期100-104,共5页

根据有条件的建模方法(CMA)和一次逆可靠度方法(IFORM),运用Matlab编程计算确定百年一遇波高-周期的等概率曲线,设计了一组百年一遇波浪海况。根据Morison方程与绕射理论计算海洋平台波浪载荷的各自特点,采用Morison方程和绕射理论相结... 根据有条件的建模方法(CMA)和一次逆可靠度方法(IFORM),运用Matlab编程计算确定百年一遇波高-周期的等概率曲线,设计了一组百年一遇波浪海况。根据Morison方程与绕射理论计算海洋平台波浪载荷的各自特点,采用Morison方程和绕射理论相结合的方法,运用DNV研发的SESAM程序,就水深对半潜式海洋平台水动力性能和波浪载荷的影响进行了分析。 展开更多

关键词 半潜平台 水动力性能 气隙 二阶漂移力

原文传递

水深对半潜式平台运动响应及设计波的影响 被引量：3

7

作者 霍发力 张会新 杨德庆 《中国海洋平台》 2014年第5期34-40,56,共8页

该文采用Morison方程和绕射理论相结合的方法,在不同水深情况下运用挪威船级社开发的SESAM程序,对半潜式海洋平台进行了水动力分析。依据有条件的建模方法(CMA)和一次逆可靠度方法(IFORM)确定百年一遇波高-周期的等概率曲线,设计了一组... 该文采用Morison方程和绕射理论相结合的方法,在不同水深情况下运用挪威船级社开发的SESAM程序,对半潜式海洋平台进行了水动力分析。依据有条件的建模方法(CMA)和一次逆可靠度方法(IFORM)确定百年一遇波高-周期的等概率曲线,设计了一组百年一遇波浪海况,用于平台进行水动力分析和短期预报。对某半潜式平台在不同水深下进行了运行响应分析和纵向剪切力等六个波浪载荷分析预报,计算了平台结构极限强度分析的设计波。 展开更多

关键词 半潜式平台 运动响应 设计波

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半潜式海洋平台浮箱阻尼分析方法 被引量：1

8

作者 霍发力 朱晨阳 +2 位作者 徐杰 张笑 沈中祥 《舰船科学技术》 北大核心 2022年第12期88-94,共7页

本文依据CMA方法建立海浪波高与周期的联合模型,根据IFORM方法确定北大西洋百年一遇波高-周期的等概率曲线,设计了一组百年一遇波浪海况。由于海洋平台经受的波浪波长有几米到几百米,而半潜平台浮箱一般长度在100 m左右,宽度和高度在10~... 本文依据CMA方法建立海浪波高与周期的联合模型,根据IFORM方法确定北大西洋百年一遇波高-周期的等概率曲线,设计了一组百年一遇波浪海况。由于海洋平台经受的波浪波长有几米到几百米,而半潜平台浮箱一般长度在100 m左右,宽度和高度在10~20 m范围,浮箱的粘性阻尼是否要考虑,如何考虑目前工程界做法不一。本文以典型四立柱半潜式平台为研究对象,运用忽略浮箱粘性阻尼、用Morison方程来考虑粘性阻尼和增加临界阻尼来修正的3种方法,分别对半潜式平台的运动响应、气隙、波浪二阶平均漂移力分别进行短期预报分析研究,并对3种分析方法结果进行对比分析。 展开更多

关键词 海洋平台 水动力性能 运动响应 气隙 设计波

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海洋平台的滑移模态控制MRFD半主动振动控制研究 被引量：1

9

作者 霍发力 嵇春艳 +1 位作者 陈明璐 李珊珊 《船海工程》 2009年第2期116-119,共4页

采用滑移模态半主动控制的磁流变阻尼器(MRFD)对海洋平台在随机波浪力作用下振动的控制效果进行研究。以典型导管架平台为例,进行数值仿真。仿真结果表明滑移模态控制下MRFD的半主动控制对海洋平台的动力响应有明显的控制效果,并且MRFD... 采用滑移模态半主动控制的磁流变阻尼器(MRFD)对海洋平台在随机波浪力作用下振动的控制效果进行研究。以典型导管架平台为例,进行数值仿真。仿真结果表明滑移模态控制下MRFD的半主动控制对海洋平台的动力响应有明显的控制效果,并且MRFD半主动系统的控制效果能够很好地接近滑移模态主动控制效果。 展开更多

关键词 海洋平台 滑移模态控制器 磁流变阻尼器 半主动控制

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骨架组合结构材料选择优化层合部件法

10

作者 霍发力 杨德庆 《中国科技论文》 CAS 北大核心 2013年第11期1179-1183,1196,共6页

提出用于金属-复合材料骨架组合结构减振优化设计的层合部件法(laminate component method,LCM)。定义骨架结构中待设计杆件和梁为层合部件,杆件在有限元模型中必须用由待选材料构成的层合梁单元或层合板单元模拟,以避免弯曲振动模态丢... 提出用于金属-复合材料骨架组合结构减振优化设计的层合部件法(laminate component method,LCM)。定义骨架结构中待设计杆件和梁为层合部件,杆件在有限元模型中必须用由待选材料构成的层合梁单元或层合板单元模拟,以避免弯曲振动模态丢失。结合结构拓扑优化SIMP(solid isotropic microstructure with penalty method)法,建立了钢-复合材料组合骨架结构材料选择、拓扑与尺寸优化的综合数学模型,实现材料选择与拓扑优化设计变量的连续化。以桁架结构质量为目标函数,振级落差、加速度、位移和应力等为约束条件,给出金属-复合材料组合桁架结构减振优化设计实例。优化结果表明,LCM用于金属-复合材料组合骨架选材优化设计是可行的。 展开更多

关键词 组合结构 材料选择 LCM法 减振 拓扑优化

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半潜式平台DP定位系统推进器推力优化研究

11

作者 霍发力 赵银芝 聂焱 《中国造船》 EI CSCD 北大核心 2016年第4期116-123,共8页

根据船级社规范要求,提出了一种分析平台DP系统(Dynamic Positioning System)定位能力的静态方法——逐级增加力偶法。该方法把推进器推力大小和方向优化问题,转化为在推进器位置处增加力偶的问题,经过转化优化变量减少了一半。同时该... 根据船级社规范要求,提出了一种分析平台DP系统(Dynamic Positioning System)定位能力的静态方法——逐级增加力偶法。该方法把推进器推力大小和方向优化问题,转化为在推进器位置处增加力偶的问题,经过转化优化变量减少了一半。同时该方法可以准确考虑推进器在各个方向上受海流、船体和附近其他推进器对其有效推力的影响,以及能够考虑推进器限位角的影响。基于Matlab软件,运用逐级增加力偶法开发一平台DP定位能力分析界面。该界面即可以在给定环境条件下分析平台在各个方向上定位所需要的推进器最小总功率;还可以在给定推进器最大功率下模拟平台在各个方向上能够抵抗最大环境条件载荷力。逐级增加力偶法和开发的界面在海洋石油982平台的基本设计过程中已得到实际应用,分析的DP定位能力结果和撰写的分析报告得到了DNV与CCS船级社的认可。进而验证了逐级增加力偶法的准确性和界面的可行性。 展开更多

关键词 半潜式平台 DP系统 逐级增加力偶法

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波浪影响下的地效翼气动特性

12

作者 霍发力 马林威 +1 位作者 魏长栋 沈中祥 《船舶工程》 CSCD 北大核心 2022年第12期49-57,69,共10页

地效翼作为提供升力的主要部件,其气动特性决定了地效翼船总体性能。以往针对地效翼气动性的研究过程中,往往忽略了波浪对地效翼气动性的影响,而实际飞行过程中,时刻都受波浪的影响。文章运用计算流体力学方法(CFD),在不同波浪海况作用... 地效翼作为提供升力的主要部件,其气动特性决定了地效翼船总体性能。以往针对地效翼气动性的研究过程中,往往忽略了波浪对地效翼气动性的影响,而实际飞行过程中,时刻都受波浪的影响。文章运用计算流体力学方法(CFD),在不同波浪海况作用下,深入研究了地效翼的气动特性。地效翼船在恶劣海况飞行过程中,受波浪影响飞行升力变化较大,地效翼船飞行颠簸非常明显,其飞行稳定性有一定影响。因此文章针对稳定性较好的“S”型地效翼的气动性开展了研究,研究表明“S”型地效翼具有较好的气动特性。同时对展弦比对“S”型地效翼气动性影响的敏感性进行了研究。研究成果可为地效翼船的设计提供理论支持。 展开更多

关键词 地效翼船 气动特性 “S”型地效翼

原文传递

大学网络课程与微信技术结合应用

13

作者 霍发力 1 +1 位作者 赵银芝 2 《中文科技期刊数据库（文摘版）教育》 2016年第7期90-90,共1页

当每个学生把眼球都集中在手机、iPad 等便携设备上的时候,微信作为一款集通讯、社交平台于一体的移动性应用软件,正在改变着学生的学习和生活。如何挖掘微信的教学价值,并利用其为大学生的课程学习提供支撑,成为当下非常值得研究和思... 当每个学生把眼球都集中在手机、iPad 等便携设备上的时候,微信作为一款集通讯、社交平台于一体的移动性应用软件,正在改变着学生的学习和生活。如何挖掘微信的教学价值,并利用其为大学生的课程学习提供支撑,成为当下非常值得研究和思考的课题。对网络课程的教学内容、媒体资源、交互形式等方面进行设计的基础上,构建出一种基于微信平台的教学模式;为现行网络课程的实践提供案例,以期促进微信在网络课程中的作用。 展开更多

关键词 微信技术 网络课程 大学教育

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波浪荷载作用下海洋平台半主动控制试验研究 被引量：5

14

作者 嵇春艳 陈明璐 +1 位作者 霍发力 张赟 《江苏科技大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2010年第4期315-318,共4页

为研究半主动控制方法对波浪荷载引起海洋平台振动控制的效果及特点,以一典型导管架式海洋平台为原型,根据动力相似准则按1∶50比例设计海洋平台结构模型,以磁流变阻尼器为半主动控制实现装置,优化设计半主动控制系统.在此基础上进行了... 为研究半主动控制方法对波浪荷载引起海洋平台振动控制的效果及特点,以一典型导管架式海洋平台为原型,根据动力相似准则按1∶50比例设计海洋平台结构模型,以磁流变阻尼器为半主动控制实现装置,优化设计半主动控制系统.在此基础上进行了规则波和不规则波2种工况下波浪水池模型试验,对平台在波浪荷载作用下的减振效果进行了研究.试验结果表明:磁流变阻尼器半主动控制系统能够对平台结构的振动进行有效地控制,且控制效果较稳定. 展开更多

关键词 海洋平台 磁流变阻尼器 模型试验 半主动控制方法

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波流联合作用下深海立管疲劳寿命计算方法研究 被引量：11

15

作者 范佰明 嵇春艳 +1 位作者 张强 霍发力 《船海工程》 北大核心 2008年第2期91-94,共4页

基于线性波浪理论计算深水立管的动力响应,采用谱分析法推导出传递函数。利用传递函数由海浪谱确定海洋立管中由波流引起的应力谱,给出深水立管在随机波浪和流作用下的疲劳寿命计算公式,以一典型立管为数值算例进行计算,计算结果表明,... 基于线性波浪理论计算深水立管的动力响应,采用谱分析法推导出传递函数。利用传递函数由海浪谱确定海洋立管中由波流引起的应力谱,给出深水立管在随机波浪和流作用下的疲劳寿命计算公式,以一典型立管为数值算例进行计算,计算结果表明,潮流对立管疲劳寿命也有影响,使其疲劳寿命大大降低。 展开更多

关键词 立管 应力谱 有限元模型 疲劳寿命

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海洋平台磁流变阻尼器振动控制模型试验 被引量：2

16

作者 嵇春艳 霍发力 陈明璐 《中国造船》 EI CSCD 北大核心 2009年第3期40-48,共9页

以一位于墨西哥湾的典型导管架式海洋平台为原型,根据动力相似准则按1:50比例设计海洋平台结构模型。在此基础上采用模糊控制原理设计以磁流变阻尼器(MR)为控制装置的半主动控制系统。在波浪水池中进行了多种工况模型试验,对平台在规则... 以一位于墨西哥湾的典型导管架式海洋平台为原型,根据动力相似准则按1:50比例设计海洋平台结构模型。在此基础上采用模糊控制原理设计以磁流变阻尼器(MR)为控制装置的半主动控制系统。在波浪水池中进行了多种工况模型试验,对平台在规则波、不规则波作用下的减振效果进行了试验研究。试验结果表明,采用模糊原理设计的磁流变阻尼器半主动控制系统能够对海洋平台结构的振动进行有效的控制,且控制效果稳定。 展开更多

关键词 船舶、海洋工程 导管架式海洋平台 磁流变阻尼器 模型试验 半主动控制

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拖航工况下半潜式平台横撑波浪砰击特性试验研究 被引量：3

17

作者 施奇 朱晨阳 +2 位作者 魏长栋 霍发力 安康 《中国造船》 EI CSCD 北大核心 2021年第3期40-53,共14页

半潜式平台在拖航过程中会不断承受着波浪砰击,同时在船级社规范中明确规定结构强度在分析时波浪砰击不可忽略。拖航工况下影响平台横撑结构波浪砰击载荷因素较多,非线性更为突出,目前的数值分析方法很难非常精确地模拟平台拖航工况下... 半潜式平台在拖航过程中会不断承受着波浪砰击,同时在船级社规范中明确规定结构强度在分析时波浪砰击不可忽略。拖航工况下影响平台横撑结构波浪砰击载荷因素较多,非线性更为突出,目前的数值分析方法很难非常精确地模拟平台拖航工况下的砰击载荷特性。论文通过模型试验方法研究了半潜式平台在拖航状态下不同位置处、不同拖航速度、不同波高和波陡工况下的砰击压力特性,得到半潜式平台受到的波浪砰击压力规律,为半潜式平台设计提供理论支撑。 展开更多

关键词 波浪砰击 半潜式平台 拖航 模型试验

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农药基准物——苯取代基定位效应的量子化学研究 被引量：2

18

作者 赵银芝 陈海群 霍发力 《安徽农业科学》 CAS 北大核心 2008年第1期24-25,共2页

采用混合密度泛函理论的B3LYP方法,在6-311G**水平上对10种取代基所形成的化合物进行结构优化,计算出苯环上各个碳原子的电荷数及各种化合物HOMO轨道中各个原子轨道系数,提出依据电子密度和HOMO轨道中原子轨道系数判断取代基定位效应的... 采用混合密度泛函理论的B3LYP方法,在6-311G**水平上对10种取代基所形成的化合物进行结构优化,计算出苯环上各个碳原子的电荷数及各种化合物HOMO轨道中各个原子轨道系数,提出依据电子密度和HOMO轨道中原子轨道系数判断取代基定位效应的方法,并依此给出了10种取代基的定位效应。这种方法避免了依据化学反应来判断取代基定位效应所带来的环境污染问题,同时对芳香化合物的亲电取代反应具有一定的预见性。 展开更多

关键词 密度泛函理论 HOMO轨道 定位效应

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作业水深对半潜平台气隙影响的比较研究 被引量：4

19

作者 沈中祥 刘寅东 +2 位作者 霍发力 张健 聂炎 《船舶力学》 EI CSCD 北大核心 2018年第4期434-445,共12页

结合水池试验结果,对数值模拟粘滞曳力和辐射阻尼进行了修正。考虑平台所受的风、浪、流载荷以及全尺寸锚泊系统对平台运动的影响,基于锚泊和ATA定位方式,选取四种典型计算工况,对平台在不同作业水深下气隙和波浪砰击进行研究。研究结... 结合水池试验结果,对数值模拟粘滞曳力和辐射阻尼进行了修正。考虑平台所受的风、浪、流载荷以及全尺寸锚泊系统对平台运动的影响,基于锚泊和ATA定位方式,选取四种典型计算工况,对平台在不同作业水深下气隙和波浪砰击进行研究。研究结果表明:平台在同等工况下,工作水深对两种定位方式下平台运动响应能量谱、关注点气隙响应能量谱影响敏感。关注点处负气隙以及波浪砰击次数随着工作水深的增加而加剧。ATA定位平台较之于锚泊定位平台的随动性更好,可有效减小平台与水质点相对运动。工作水深引起ATA定位下平台关注点的砰击次数、气隙变化以及改善幅值优于锚泊定位。在平台设计过程中应该重视工作水深对平台气隙和波浪砰击的影响。 展开更多

关键词 作业水深 定位方式 半潜平台 气隙 波浪砰击

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拖航工况下半潜平台撑杆对波浪砰击的敏感性 被引量：1

20

作者 安康 高明月 +2 位作者 姚智 李良碧 霍发力 《船舶工程》 CSCD 北大核心 2020年第9期133-141,共9页

半潜式平台拖行过程中,其撑杆等细长结构承受的波浪砰击对结构的安全性影响较大,相关船级社规范明确要求在进行结构分析时需考虑波浪砰击载荷。非定常的计算流体力学(CFD)方法能较为准确地解决复杂的黏性干涉效应、波浪爬升、波浪破碎... 半潜式平台拖行过程中,其撑杆等细长结构承受的波浪砰击对结构的安全性影响较大,相关船级社规范明确要求在进行结构分析时需考虑波浪砰击载荷。非定常的计算流体力学(CFD)方法能较为准确地解决复杂的黏性干涉效应、波浪爬升、波浪破碎和波浪砰击等实际工程问题。因此,以982半潜式海洋平台为研究对象,结合水池物理模型试验结果,对平台撑杆在拖行工况下遭受的波浪砰击进行研究。主要对半潜平台撑杆在3种流速、风速和斜浪的拖航工况下受到的砰击压力的敏感性进行分析,阐述撑杆在波浪砰击作用下的瞬态砰击压强分布情况,得到波浪砰击压力危险区域;同时,给出拖航工况下撑杆砰击压力系数的变化规律,为分析预报半潜式平台撑杆在复杂的拖航海况下受到的砰击压力提供参考。 展开更多

关键词 半潜式平台 数值水池 动态重叠网格方法 流域体积域方法 波浪砰击

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