自升式海洋平臺環(huán)境載荷實驗與分析方法圖書目錄

序

前言

第1章 緒論 1

1.1 研究背景及意義 1

1.2 海洋環(huán)境載荷研究及進展 8

1.2.1 波流載荷研究 8

1.2.2 風載荷研究 15

1.3 海洋環(huán)境載荷研究中的若干問題 17

參考文獻 19

第2章 自升式海洋平臺環(huán)境載荷理論分析方法 26

2.1 波流載荷理論 26

2.1.1 莫里森方程 26

2.1.2 波浪理論 28

2.2 風載荷理論 35

2.2.1 風力系數(shù) 35

2.2.2 形狀系數(shù) 35

2.2.3 風壓系數(shù)及體型系數(shù) 36

2.3 相似理論 37

2.3.1 水動力學實驗相似準則 37

2.3.2 風載荷實驗相似準則 39

參考文獻 41

第3章 自升式海洋平臺波流載荷系數(shù)實驗方案設(shè)計 42

3.1 單弦桿水動力實驗方案設(shè)計 42

3.1.1 實驗?zāi)康?42

3.1.2 實驗條件 42

3.1.3 實驗方案設(shè)計 44

3.1.4 實驗方法及步驟 50

3.1.5 實驗數(shù)據(jù)處理 51

3.2 單樁腿水動力實驗方案設(shè)計 53

3.2.1 實驗?zāi)康?53

3.2.2 實驗條件 53

3.2.3 實驗方案設(shè)計 56

3.2.4 實驗方法及步驟 60

3.2.5 實驗數(shù)據(jù)處理 63

3.3 三樁腿水動力實驗方案設(shè)計 68

3.3.1 實驗?zāi)康?68

3.3.2 實驗條件 68

3.3.3 實驗方案設(shè)計 69

3.3.4 實驗方法及步驟 74

3.3.5 實驗數(shù)據(jù)處理 77

參考文獻 79

第4章 波流載荷系數(shù)分析及計算 80

4.1 波流載荷系數(shù)求解方法 80

4.1.1 CD 和 CM 與雷諾數(shù)、KC 數(shù)的關(guān)系 80

4.1.2 CD 和 CM 的常規(guī)求解方法 81

4.1.3 CD 和 CM 的創(chuàng)新型求解方法 82

4.2 單弦桿波流載荷系數(shù)求解與分析 85

4.2.1 水動力系數(shù)求解及影響因素分析 85

4.2.2 基于線性回歸方法的水動力影響因素分析 99

4.2.3 單弦桿水動力特性影響因素綜合分析 112

4.3 單樁腿波流載荷系數(shù)求解與分析 114

4.3.1 常規(guī)方法求解 CD 及 CM 值 114

4.3.2 基于遺傳算法的水動力系數(shù)求解方法 121

4.3.3 單樁腿水動力實驗?zāi)Ｐ湍M仿真 128

4.4 三樁腿波流載荷系數(shù)求解與分析 133

4.4.1 三樁腿水動力特性分析方法 133

4.4.2 水動力系數(shù)分析 135

4.4.3 群樁效應(yīng)分析 140

4.4.4 齒條效應(yīng)分析 147

4.4.5 實驗?zāi)Ｐ偷臄?shù)值模擬 150

參考文獻 155

第5章 自升式海洋平臺風載荷研究 157

5.1 自升式平臺風載荷規(guī)范計算 157

5.1.1 自升式海洋平臺基本參數(shù) 157

5.1.2 規(guī)范規(guī)定 158

5.1.3 規(guī)范計算結(jié)果 160

5.2 平臺風載荷數(shù)值模擬 164

5.2.1 CFX 數(shù)值模擬 164

5.2.2 模擬結(jié)果分析 169

5.3 風洞實驗 173

5.3.1 風洞實驗設(shè)計 173

5.3.2 平臺模型風載荷實驗結(jié)果分析 185

5.4 平臺風載荷對比分析 192

參考文獻 195

第6章 海洋平臺環(huán)境載荷的數(shù)值模擬 197

6.1 自升式海洋平臺波流載荷模擬 197

6.1.1 海洋平臺數(shù)值模型的建立 197

6.1.2 海洋平臺模擬結(jié)果的分析 204

6.2 自升式海洋平臺風載荷模擬 219

6.2.1 CFD 理論基礎(chǔ) 219

6.2.2 海洋平臺的三維建模 221

6.2.3 風載荷模擬結(jié)果分析及驗證 225

6.2.4 風載荷模擬結(jié)果的等效處理 230

6.3 自升式海洋平臺環(huán)境載荷耦合模擬 232

6.3.1 海洋平臺數(shù)值模型的建立 232

6.3.2 海洋平臺模擬結(jié)果的分析 238

參考文獻 243

彩圖2100433B

自升式海洋平臺是海洋油氣資源勘探開發(fā)的重要設(shè)施，因其具有適應(yīng)性強、移動性好、作業(yè)靈活等優(yōu)點，得到了廣泛應(yīng)用。自升式海洋平臺在役期間受到海流、波浪、海風等復(fù)雜海洋環(huán)境載荷的共同作用，其中波流載荷和風載荷影響較為顯著，準確分析計算平臺在使用過程中所承受的波流載荷和風載荷，對平臺安全設(shè)計和使用十分重要。《自升式海洋平臺環(huán)境載荷實驗與分析方法》系統(tǒng)完整地介紹了自升式海洋平臺承受波流載荷和風載荷的計算分析方法，在此基礎(chǔ)上，通過系統(tǒng)性實驗設(shè)計，重點分析了縮尺比、表面粗糙度、齒條以及群樁效應(yīng)等對波流載荷系數(shù)和風載荷系數(shù)的影響規(guī)律，提出了波流載荷系數(shù)的并行計算方法和修正模型，對于準確分析計算自升式海洋平臺的環(huán)境載荷，提高設(shè)計安全性和經(jīng)濟性，具有重要的現(xiàn)實意義和實用價值。

《自升式海洋平臺環(huán)境載荷實驗與分析方法》緊密結(jié)合自升式海洋平臺的設(shè)計發(fā)展需求，注重理論基礎(chǔ)、方法技術(shù)和工程應(yīng)用的有機結(jié)合，是對自升式海洋平臺設(shè)計理論和實驗方法的補充，既可作為高等院校、科研院所從事相關(guān)專業(yè)科研人員的參考用書，也可作為機械工程、海洋工程等專業(yè)本科生和研究生的教材，亦可為從事自升式海洋平臺結(jié)構(gòu)設(shè)計及分析的工程技術(shù)人員提供借鑒。

本書概述了海洋自升式移動平臺的類型和發(fā)展概況，對海洋環(huán)境載荷、漂浮穩(wěn)性、站立穩(wěn)定性、自升式升降系統(tǒng)等重要設(shè)計內(nèi)容和平臺的基本性能進行了深入研究和廣泛討論，并詳盡闡述了海洋自升式移動平臺的設(shè)計原理和設(shè)計方法。

本書既可作教學用書，也可作工程技術(shù)人員參考書。

2018年6月7日，《自升式平臺結(jié)構(gòu)設(shè)計方法—載荷抗力系數(shù)設(shè)計法》發(fā)布。

2019年1月1日，《自升式平臺結(jié)構(gòu)設(shè)計方法—載荷抗力系數(shù)設(shè)計法》實施。

移動式海洋平臺是一種裝備有鉆井設(shè)備，并能從一個井位移到另一個井位的海洋平臺，它可用于海上石油的鉆探和生產(chǎn)。

移動式海洋平臺包含的種類有很多，主要有坐底式海洋平臺、自升式海洋平臺、鉆井船、半潛式海洋平臺、張力腿式海洋平臺、牽索塔式海洋平臺等等。