极端海况下海上光伏板水动力特性数值研究

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作者 田正林 邱湘鹏 温鸿杰 《海洋工程》 北大核心 2025年第1期30-39,共10页

海上光伏电站是解决光伏开发与土地资源之间矛盾的有效手段,但海上环境条件复杂,极端海况时常发生,这就给海上光伏板的生存带来了巨大挑战。海上光伏板在极端波浪作用下的冲击荷载空间分布及其大小是影响光伏板工作性能及生存安全的关... 海上光伏电站是解决光伏开发与土地资源之间矛盾的有效手段,但海上环境条件复杂,极端海况时常发生,这就给海上光伏板的生存带来了巨大挑战。海上光伏板在极端波浪作用下的冲击荷载空间分布及其大小是影响光伏板工作性能及生存安全的关键因素,需要对其进行深入研究。基于OpenFOAM■开源软件包建立了数值模型,对极端海况下海上光伏板的水动力特性进行了数值模拟研究。在对数值模型进行充分验证的基础上,开展了操作海况和极端海况下海上光伏板的水动力特征研究,分析不同波浪条件下光伏板所受波浪冲击荷载的时空分布规律。研究结果表明:操作海况下和极端海况下光伏板的水动力特性有很大不同,操作海况波浪未发生波浪冲击和越浪现象,而极端海况却发生了波浪冲击和越浪;极端海况下光伏板前半段波浪冲击呈现出明显的二次峰值现象,而光伏板后半段波浪冲击却无二次峰值现象;极端海况下波浪冲击压力最大值沿板长呈先增大后减小的趋势,海上光伏板所受波浪荷载在板上方(2/5~3/5)L(L为板长)处波浪冲击荷载最大。该研究成果将为海上光伏板极端海况下的防灾减灾结构设计提供参考,以避免极端荷载作用下光伏板受波浪冲击作用而产生破坏。 展开更多

关键词 海上光伏板 极端海况 水动力特性 数值水槽 波浪载荷

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极端海况下新型浮式海上平台生存性试验方法研究

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作者 李士花 路宽 +1 位作者 王花梅 郑慧源 《中国测试》 CAS 北大核心 2024年第8期51-60,共10页

海上平台的安全性越来越受到重视,其安全性在一定程度上取决于安全设计标准和规范。目前针对极端海况下新型浮式海上平台生存性试验方法的有关标准较少。参考国际电工委员技术委员会颁布的IEC TS 62600-103中针对波浪能转换装置在极端... 海上平台的安全性越来越受到重视,其安全性在一定程度上取决于安全设计标准和规范。目前针对极端海况下新型浮式海上平台生存性试验方法的有关标准较少。参考国际电工委员技术委员会颁布的IEC TS 62600-103中针对波浪能转换装置在极端海况下的生存性试验标准,在其可操作性和环境条件选取等方面做改进,提出针对新型浮式海上平台的生存性试验方法:选取100年一遇的波浪条件作为基准条件,并以基准波浪条件为中心值,分别选取两组波浪朝向不同、谱形不同、能量不同的对照海况条件,最终形成9组独立的环境条件,用于测试平台针对某一确定波浪海况下的最大响应;确定该波浪条件后,选取100年一遇的风、流条件,进行3组补充测试,分别为风、海流与波浪共向;风与波浪共向且与海流不共向;风、海流、波浪均不共向。并以布放于国家海洋综合试验场威海场区的“国海试Ⅰ”海上试验平台为例,采用数值模拟的方法,研究其在极端海况下的生存性。研究过程验证该生存性试验方法的可行性,提出的试验方法也可为将来相关标准的制定提供参考。 展开更多

关键词 新型浮式平台 极端海况 生存性 试验方法

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极端海况下风力机冲刷效应动力学响应研究

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作者 师浩东 闫阳天 +2 位作者 岳敏楠 李春 牛凯伦 《动力工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第7期1060-1067,1074,共9页

基于有限元方法建立考虑土-构耦合效应的壳单元模型,对不同海况下发生冲刷时的海上风力机进行动力学响应分析。结果表明:在常规和极端海况下,发生较大冲刷时,塔顶和桩基顶部峰值位移均有所增加,且桩基顶部峰值位移增幅更大,随着冲刷深... 基于有限元方法建立考虑土-构耦合效应的壳单元模型,对不同海况下发生冲刷时的海上风力机进行动力学响应分析。结果表明:在常规和极端海况下,发生较大冲刷时,塔顶和桩基顶部峰值位移均有所增加,且桩基顶部峰值位移增幅更大,随着冲刷深度的增加,塔架水平位移均呈先增大后减小的趋势,桩基水平位移随冲刷深度的增加持续增大,不同冲刷深度下桩基最大加速度位置均发生在桩基顶部,塔架最大应力均出现在塔架底部;与常规海况相比,极端海况下风力机在启动后一直处于不稳定状态,最大加速度位于桩基中上部位置,且随冲刷深度的增加持续增大,桩基应力峰值位置由桩基顶部转移至中部。 展开更多

关键词 海上风力机 极端海况 土-构耦合 冲刷孔 动力学响应

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极端海况下不同锚系形式对漂浮式海上平台的动力响应影响研究 被引量：6

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作者 路宽 王花梅 +1 位作者 宋雨泽 饶翔 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2022年第10期140-146,195,共8页

锚系形式对漂浮式海上平台的抗风浪流能力具有较大影响,特别是在极端海况下,平台的安全性很大程度由锚系的可靠性决定。因此,有必要针对不同锚系形式对平台的动力响应进行分析与比较,以确定最佳锚系方案。采用数值模拟与物理模型试验相... 锚系形式对漂浮式海上平台的抗风浪流能力具有较大影响,特别是在极端海况下,平台的安全性很大程度由锚系的可靠性决定。因此,有必要针对不同锚系形式对平台的动力响应进行分析与比较,以确定最佳锚系方案。采用数值模拟与物理模型试验相结合的方法,应用威海褚岛北部海域实测与重现期推算数据,对张紧式和带浮筒的倒S松弛式两种不同锚泊系统在极端风浪流联合作用下的水动力性能进行试验研究。试验结果表明:不同锚系形式对平台的动力响应有显著影响,其中倒S松弛式锚系形式抵抗极端环境的能力更强,维护成本更低,但摇荡运动比较明显;张紧式定点观测与海上试验效果较好,但对锚泊系统的可靠性要求更高,维护成本高。该研究成果为国家海洋试验场“国海试1”试验平台锚泊系统的维护与改造提供了数据支撑,同时,为其他漂浮式海上平台的设计提供参考依据。 展开更多

关键词 漂浮式平台 极端海况 锚系形式 数值模拟 物理模型试验

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极端海况下海上漂浮式风力机张力腿平台动力分析 被引量：7

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作者 吴中旺 叶舟 +2 位作者 成欣 王东华 李春 《水资源与水工程学报》 2015年第6期151-157,共7页

根据NREL5MW风力机设计参数,建立整机及其张力腿平台三维模型,针对平台动力特性,采用有限元方法,利用ANSYS有限元软件和开源程序软件FAST,基于Block Lanczos算法和Von-Mises失效理论,考虑平台结构阻尼和惯性载荷,分别研究了平台振动特... 根据NREL5MW风力机设计参数,建立整机及其张力腿平台三维模型,针对平台动力特性,采用有限元方法,利用ANSYS有限元软件和开源程序软件FAST,基于Block Lanczos算法和Von-Mises失效理论,考虑平台结构阻尼和惯性载荷,分别研究了平台振动特性和极端海况下平台结构应力。结果表明:不同的风波流载荷方向对平台强度影响极大;最大等效应力发生在平台底部圆板边缘即为平台危险区域;风轮转动和波浪运动均不会引起平台发生共振响应。 展开更多

关键词 漂浮式风力机 张力腿平台 极端海况 振动 强度

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极端海况下重力式网箱系泊系统数值模拟 被引量：5

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作者 胡金鹏 张旋 《大连理工大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2021年第6期615-622,共8页

开展系泊系统水动力研究对于大型深海重力式网箱在恶劣海况条件下的长期使用具有重要意义.首先采用集中质量法构建重力式网箱系泊系统简化力学模型,基于海洋工程水动力分析软件OrcaFlex建立重力式网箱数值模型,并通过水池物理模型试验... 开展系泊系统水动力研究对于大型深海重力式网箱在恶劣海况条件下的长期使用具有重要意义.首先采用集中质量法构建重力式网箱系泊系统简化力学模型,基于海洋工程水动力分析软件OrcaFlex建立重力式网箱数值模型,并通过水池物理模型试验验证了在规则波工况下数值模拟结果的可靠性;进而针对钦州湾20 m水深的重力式网箱系泊系统开展了极端海况下的水动力数值研究,极端海况采用了百年一遇极端波浪条件,考虑网箱结构的对称性特点,代表性地分析了0°与45°两种浪向角下系泊缆绳张力变化的差异.研究结果表明,当浪向角为0°即平行于系泊系统中轴线时,缆绳张力幅值较小且受力均匀.研究结论对同类型重力式网箱系泊系统的科学布置具有一定的参考价值,并为大型深海重力式网箱的规模化运行提供前期研究基础. 展开更多

关键词 重力式网箱 系泊系统水动力 数值模型 OrcaFlex 极端海况

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极端海况下浮式防波堤的水动力性能分析 被引量：1

7

作者 郭建廷 陈琅 +2 位作者 郭帅 季斌 倪航 《中国海洋平台》 2020年第1期24-29,共6页

基于三维势流理论,以消波性能形式较好的双圆筒浮式防波堤为研究对象,通过有限元软件Workbench建立不规则波作用下浮式防波堤的湿表面模型,利用水动力分析软件AQWA对浮式防波堤进行频域水动力性能分析和时域全耦合分析,重点研究浮式防... 基于三维势流理论,以消波性能形式较好的双圆筒浮式防波堤为研究对象,通过有限元软件Workbench建立不规则波作用下浮式防波堤的湿表面模型,利用水动力分析软件AQWA对浮式防波堤进行频域水动力性能分析和时域全耦合分析,重点研究浮式防波堤在极端海况下的响应幅值算子、运动响应和系泊缆张力,为相关实际工程提供参考。 展开更多

关键词 浮式防波堤 极端海况 水动力性能 运动响应 系泊缆张力

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极端海况下海上漂浮式风力机张力腿平台强度分析

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作者 吴中旺 叶舟 +2 位作者 成欣 王东华 李春 《能源工程》 2015年第5期28-34,44,共8页

采用有限元方法,基于Von-Mises失效理论,考虑平台结构阻尼和惯性载荷,利用ANSYS有限元软件和开源程序软件FAST分别研究了极端海况下风、波、流载荷作用方向相同且为0°、15°、30°、45°和风、波载荷作用方向相同且为0... 采用有限元方法,基于Von-Mises失效理论,考虑平台结构阻尼和惯性载荷,利用ANSYS有限元软件和开源程序软件FAST分别研究了极端海况下风、波、流载荷作用方向相同且为0°、15°、30°、45°和风、波载荷作用方向相同且为0°,海流载荷为15°至180°每15°递增时的平台结构应力。结果表明:最大等效应力是保证平台安全稳定运行的关键且底部圆板上与延伸腿和中央立柱的交接处位置为平台危险区域;风、波、流载荷作用方向对平台应力影响极大,应根据当地海况选择合适的平台安装角度;风、波、流载荷均沿45°方向作用于整机时,平台最大等效应力最大;风、波载荷沿0°方向,海流载荷沿180°方向作用于整机时,平台应力最小。 展开更多

关键词 漂浮式风力机 张力腿平台 瞬态动力学 极端海况 强度

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极端海况下FPSO系泊系统安全性评估与分析 被引量：7

9

作者 邹佳星 任慧龙 李陈峰 《哈尔滨工程大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第1期104-108,共5页

针对近年极端海洋性气候频发所导致的FPSO系泊系统安全性问题,从服役多年系泊系统钢缆的剩余强度入手,评估影响船体运动的环境参数,给出系泊钢缆的安全系数。利用准静态的方法估算环境等级的范围,选取南海某型FPSO建立系泊系统耦合计算... 针对近年极端海洋性气候频发所导致的FPSO系泊系统安全性问题,从服役多年系泊系统钢缆的剩余强度入手,评估影响船体运动的环境参数,给出系泊钢缆的安全系数。利用准静态的方法估算环境等级的范围,选取南海某型FPSO建立系泊系统耦合计算模型。应用AQWA-DRAFT与AQWA-NAUT模块,采用时域非线性方法对系泊系统进行耦合分析,在满足规范系数的前提下确定现服役系泊系统的定位能力,预报系泊系统所能承受的最大风浪流极值组合及对应的台风等级。通过计算可看出钢缆强度的下降直接影响着系泊系统的定位能力,导致其无法抵御百年一遇的台风,系泊系统可抵御台风等级降至12级。 展开更多

关键词 系泊系统 系泊钢缆 剩余强度 安全系数评估 环境等级评估 环境极值预报 极端海况 FPSO

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极端海况下半潜海洋平台拖带系统可靠性分析

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作者 王勇 张涛 +2 位作者 昝英飞 白旭 赵福臣 《船舶工程》 CSCD 北大核心 2023年第12期185-189,共5页

为准确评估极端海况下半潜式海洋平台湿拖作业安全性,基于耦合时域分析理论和结构可靠性理论,分析某平台拖带系统在极端海况下的结构可靠性;并根据拖揽所受张力,采用改进的2阶距法,建立载荷概率模型和破断概率模型,得到了极端海况下拖... 为准确评估极端海况下半潜式海洋平台湿拖作业安全性,基于耦合时域分析理论和结构可靠性理论,分析某平台拖带系统在极端海况下的结构可靠性;并根据拖揽所受张力,采用改进的2阶距法,建立载荷概率模型和破断概率模型,得到了极端海况下拖带系统的可靠性指标与失效概率。结果表明:辅拖拖揽的可靠度较低,失效概率最高为1.54×10^(-6),符合可靠性指标要求,该拖航系统满足极端环境工况下平台拖航设计需求。 展开更多

关键词 半潜平台 拖带系统 极端海况 可靠性分析

原文传递

极端海况下AUV水环境模拟及定位控制研究

11

作者 蔡炜 王俊雄 《装备环境工程》 CAS 2018年第12期70-73,共4页

目的优化PID控制器,实现AUV在极端海况下的定位控制。方法本文基于Blendermann风载荷系数计算公式与ITTC双参数波浪谱及漂移力计算公式,在Matlab中建立极端海况风浪模型,对极端海况进行环境模拟;利用Simulink平台搭建基于PID控制器的AU... 目的优化PID控制器,实现AUV在极端海况下的定位控制。方法本文基于Blendermann风载荷系数计算公式与ITTC双参数波浪谱及漂移力计算公式,在Matlab中建立极端海况风浪模型,对极端海况进行环境模拟;利用Simulink平台搭建基于PID控制器的AUV动力定位控制系统,优化PID控制器参数,对AUV进行定位控制研究。结果在该控制作用下,AUV仍由定位原点顺利抵达目标位置,在PID控制器作用下,系统约100s后达到目标位置状态附近进行微调,整体超调量约8%,在严峻的风浪环境中展现出理想的控制性能。结论本研究成功模拟了AUV的极端工作环境,并搭建了动力定位仿真台架,基于优化后的PID控制器实现了AUV在极端海况下的定位控制,为自主潜航器在恶劣环境中的作业能力保障及控制器设计研究提供了参考。 展开更多

关键词 定位控制 极端海况 自主潜航器 环境模拟

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二项-二维对数正态分布及其在极端海况预测中的应用

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作者 丁京华 付殿福 庞亮 《海岸工程》 2023年第2期140-148,共9页

极值分析是进行海洋灾害概率预测和海洋工程工况计算的必要方法。样本资料缺乏会影响极值分析结果的合理性。阈值法和基于复合极值分布理论的过程取样法是扩充样本的有效方法,但依然依赖于长期海况资料。为了构建一种利用短期海况资料... 极值分析是进行海洋灾害概率预测和海洋工程工况计算的必要方法。样本资料缺乏会影响极值分析结果的合理性。阈值法和基于复合极值分布理论的过程取样法是扩充样本的有效方法,但依然依赖于长期海况资料。为了构建一种利用短期海况资料代替传统年极值序列的极值模型,本文将阈值取样法和复合极值理论结合,建立了基于短期海况资料的二项-二维对数正态复合极值分布模型。该模型既考虑了极端海况的出现频次,又能反映不同海况要素间的相关性,同时降低了对资料序列长度的要求。将该模型应用于黄海某区域设计波浪要素的计算,结果表明二项-二维对数正态分布对短期海况序列具有良好的拟合效果,与采用长期数据所得概率预测结果相差不大,能够合理反映极端海况的概率分布特征。该模型可在海洋水文资料匮乏条件下为海岸工程设计提供可靠依据,并适用于防灾减灾领域极值预测计算。 展开更多

关键词 复合极值分布 对数正态分布 极端海况 短期数据 概率预测

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极端海况下半潜式浮式风机运动响应与系泊响应

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作者 刘浩森 张龙飞 +1 位作者 徐帅俊 吉柏锋 《节能》 2022年第6期19-22,共4页

以OC4-DeepCwind半潜式浮式风机为研究对象,利用ANSYS AQWA软件,通过时域耦合法模拟不同海况,在受到波浪、风、流载荷联合作用下,风机的动力响应和系泊响应,讨论极端海况对风机的影响。结果表明,与正常海况相比,极端海况下风机锚链张力... 以OC4-DeepCwind半潜式浮式风机为研究对象,利用ANSYS AQWA软件,通过时域耦合法模拟不同海况,在受到波浪、风、流载荷联合作用下,风机的动力响应和系泊响应,讨论极端海况对风机的影响。结果表明,与正常海况相比,极端海况下风机锚链张力的波动范围明显增大,相对最大值为正常海况下的4.98倍,影响系泊系统的稳定性;极端海况下风机卧链长度的相对最小值为正常海况下的1.75%,仅为4.21 m,与荷载作用方向一致的风机锚链变化较为剧烈,为风机的主承载锚链;极端海况下风机的纵荡、垂荡运动均有所增加,相对最大值分别为正常海况下的15.95倍、1.82倍,纵摇偏转变化到最大4.95°,其余方向变化较小,风机重心发生10.19 m的偏移,影响风机的稳定性,干扰风机的正常运行。 展开更多

关键词 极端海况 运动响应 锚链张力 卧链长度 半潜式浮式风机

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基于人工智能的极端海况波浪全过程预测系统(NHRI_AIWave)

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《海洋工程》 CSCD 北大核心 2023年第2期184-184,共1页

南京水利科学研究院河流海岸研究所王登婷正高级工程师的项目团队基于k‐近邻、前馈性神经网络(FFNN)、物理信息神经网络(PINN)等人工智能算法,与传统的台风浪模拟、近岸波浪传播变形等数值计算模型相结合,研发了基于人工智能的极端海... 南京水利科学研究院河流海岸研究所王登婷正高级工程师的项目团队基于k‐近邻、前馈性神经网络(FFNN)、物理信息神经网络(PINN)等人工智能算法,与传统的台风浪模拟、近岸波浪传播变形等数值计算模型相结合,研发了基于人工智能的极端海况波浪全过程预测系统(NHRI_AIWave)。该预测系统分为3个板块,分别是台风路径AI模拟、深水波浪AI模拟和近岸波浪AI模拟。 展开更多

关键词 人工智能 预测系统 神经网络 FNN 项目团队 波浪传播变形 极端海况

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极端海况下船舶总纵极限强度可靠性计算方法 被引量：2

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作者 张增胤 赵耀 《中国舰船研究》 CSCD 北大核心 2017年第1期63-71,共9页

船舶全海域大型化是一个发展趋势,因此船舶总纵极限强度可靠性计算中需要将极端波浪的影响参数考虑在内。一般的载荷计算方法并没有考虑极端海况中出现的特殊波浪载荷的影响;另外对于可靠性分析,极端载荷是更为复杂的随机变量,一般的船... 船舶全海域大型化是一个发展趋势,因此船舶总纵极限强度可靠性计算中需要将极端波浪的影响参数考虑在内。一般的载荷计算方法并没有考虑极端海况中出现的特殊波浪载荷的影响;另外对于可靠性分析,极端载荷是更为复杂的随机变量,一般的船舶可靠性计算方法因为局限于某种特定分布,可能出现无法适用的问题。选取极端海况中上浪、砰击和大幅纵摇等对船舶总纵波浪弯矩有较大影响的因素,从航行界限的角度出发,将这些因素引入极端波浪弯矩的计算中,所得极端波浪海况下的波浪弯矩极值数据比常规波浪弯矩极值更大。参考实验数据表明,考虑极端波浪海况的波浪弯矩计算方法能在一定程度上更加真实地反映船舶所受波浪载荷;其次通过考察不同可靠性计算方法的特点,利用实例计算,给出极端海况下船舶总纵极限强度可靠性计算方法的选取建议。 展开更多

关键词 极端波浪海况 极端载荷 总纵极限强度 可靠性计算

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二项-广义Pareto复合模型的极端海况要素推算

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作者 邱玥 庞亮 董胜 《海洋湖沼通报》 CSCD 北大核心 2024年第1期47-52,共6页

在复合极值分布理论的基础上,构造基于短期观测样本的二项-广义Pareto复合极值分布模型,并应用于极端海况要素推算。结果表明:二项-广义Pareto复合极值分布模型具有良好的拟合效果,能够合理反映极端海况的长期概率分布特征,弥补了传统... 在复合极值分布理论的基础上,构造基于短期观测样本的二项-广义Pareto复合极值分布模型,并应用于极端海况要素推算。结果表明:二项-广义Pareto复合极值分布模型具有良好的拟合效果,能够合理反映极端海况的长期概率分布特征,弥补了传统方法需要长期原始海况数据的缺陷,且模拟结果与采用长期数据资料,利用Gumbel模型、对数正态模型得到的结果相差不大,在预测波高方面有很强的适用性。 展开更多

关键词 复合极值分布 极端海况 短期资料 概率预测 设计波浪

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多维复合极值分布理论在极端海况概率预测中的应用 被引量：8

17

作者 刘德辅 王莉萍 庞亮 《科学通报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第9期1112-1116,共5页

针对工程界有关海洋工程设计标准的研究以及学术界在联合概率研究中存在的问题,提出一种既考虑台风或其他大风过程影响每年海洋环境要素取样个数的随机性,又考虑台风诱发的极端海况(巨浪和暴潮等)综合作用的多维复合极值分布理论,并将... 针对工程界有关海洋工程设计标准的研究以及学术界在联合概率研究中存在的问题,提出一种既考虑台风或其他大风过程影响每年海洋环境要素取样个数的随机性,又考虑台风诱发的极端海况(巨浪和暴潮等)综合作用的多维复合极值分布理论,并将理论以Poisson-Nested-Logistic三维复合极值分布模型的形式应用于黄海海域,实例计算显示出新模式预测结果的合理性和稳定性．由于此模型考虑了变量之间的非对称相关结构,提供了更多的可使用的资料信息,因此能广泛应用于风、浪、流和潮等各种恶劣海况组合的三元联合概率预测,同时也可推广到应用于水文和气象等自然灾害的多因素联合概率分析． 展开更多

关键词 多维复合极值分布 Nested-Logistic 模型 极端海况 阈值

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极端海况下单桩周围土体瞬时孔压响应分析 被引量：1

18

作者 刘逸凡 刘红军 +1 位作者 刘灿 潘光来 《海洋湖沼通报》 CSCD 北大核心 2022年第3期7-15,共9页

波浪作用下海床土体的液化现象严重影响着海洋工程结构物的安全性和稳定性。以往的学者针对海床土体中残余孔压的累积发展规律已有较多研究,但是对于海洋结构物周围土体中的瞬时孔压响应分析较少。本文以黄河三角洲粉土海床为研究对象,... 波浪作用下海床土体的液化现象严重影响着海洋工程结构物的安全性和稳定性。以往的学者针对海床土体中残余孔压的累积发展规律已有较多研究,但是对于海洋结构物周围土体中的瞬时孔压响应分析较少。本文以黄河三角洲粉土海床为研究对象,通过ABAQUS子程序同时考虑了单桩所受水平波浪荷载、土体所受竖向波浪荷载,从而研究了极端海况下海上风电大直径单桩基础周围土体的瞬时孔压响应。通过数值模拟结果得到如下结论:相比于仅受到波浪的竖向作用时,单桩的振动效果使得桩周土体在一定深度范围内出现的孔隙水压力,超过了海床表面的孔压最大值;同时,单桩四周孔压分布并不对称,其中桩前土体负孔隙水压力峰值小于桩后;波谷作用时,计算得到的桩前土体瞬时液化深度大于桩后土体,且随着距离单桩距离的增加,最大液化深度在逐渐减小。 展开更多

关键词 极端海况 单桩基础 瞬时孔压 液化深度 数值模拟

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恶劣海况下船舶砰击颤振响应特性数值计算与试验研究 被引量：1

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作者 张涵韬 王一雯 +2 位作者 孔祥韶 郑成 吴卫国 《中国舰船研究》 CSCD 北大核心 2024年第2期148-158,共11页

[目的]针对恶劣海况下船舶所受砰击颤振响应现象,探究船舶非线性波浪载荷与瞬态高幅值砰击载荷的耦合作用。[方法]采用计算流体动力学与有限元方法(CFD-FEM)相结合的双向流固耦合方法对S175集装箱船进行数值仿真计算,并与试验结果及切... [目的]针对恶劣海况下船舶所受砰击颤振响应现象,探究船舶非线性波浪载荷与瞬态高幅值砰击载荷的耦合作用。[方法]采用计算流体动力学与有限元方法(CFD-FEM)相结合的双向流固耦合方法对S175集装箱船进行数值仿真计算,并与试验结果及切片理论计算结果进行对比验证;采用分段变截面弹性龙骨梁模型开展船舶的砰击颤振特性模型试验,基于CFD-FEM双向流固耦合方法开展船艏砰击载荷及高频非线性砰击颤振响应特性分析,并与模型试验结果进行对比验证。[结果]结果显示,波浪砰击载荷对船艏颤振响应的影响不可忽视,6级海况下由砰击颤振诱发的二阶高频成分分量占低频波浪弯矩的59.86%。[结论]采用基于CFD-FEM的双向流固耦合方法可准确计算船首砰击颤振响应;在高海况下船舶所受非线性波浪载荷及结构动态响应易受船首瞬态砰击载荷的影响,在船舶结构设计与安全评估中需考虑高频砰击颤振的情况。 展开更多

关键词 极端海况 砰击颤振响应 计算流体动力学 有限元方法 双向流固耦合方法

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中国南海极端风暴海况下固定式平台结构可靠性分析

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作者 李萍 李林斌 《海洋工程》 CSCD 北大核心 2014年第3期14-21,共8页

基于中国南海海域风暴环境条件,研究分析南海海域固定式导管架平台结构整体性和可靠性,以及新建固定式平台结构设计准则。采用海洋环境数据后报方法,得到南海海域1972~2011共40年的风、浪、流联合数据,从中抽取风暴环境条件;利用通用荷... 基于中国南海海域风暴环境条件,研究分析南海海域固定式导管架平台结构整体性和可靠性,以及新建固定式平台结构设计准则。采用海洋环境数据后报方法,得到南海海域1972~2011共40年的风、浪、流联合数据,从中抽取风暴环境条件;利用通用荷载模型,将40年间的风暴环境数据转变成结构的荷载数据,即基底剪力或倾覆力矩;并计算得到风暴环境荷载的短期及长期分布,以及任意风暴下荷载的概率分布;根据结构可靠性模型,结合荷载的长期分布,研究基于结构暴露等级及失效概率的固定式平台结构强度储备比。根据计算,得到了不同暴露等级下中国南海平台的强度储备比,并与墨西哥湾及北海海域进行了比较,为新建平台提供设计参考。 展开更多

关键词 结构可靠性 失效概率 强度储备比 极端风暴海况 中国南海

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