内转塔式FPSO截断技术及其总体响应

对一作业水深914 m的内转塔式FPSO平台系泊及立管系统进行等效水深截断设计,以解决海洋工程模型试验水池尺度有限的问题.调整系泊线及立管的长度、轴向刚度和单位长度质量,保证其悬链线形状以及静态特性与原系统一致.截断因子较大时,只对系泊线中间部分等效截断,截断因子较小时,海底部分也要适当截断,并分别推导出相应计算公式.最后对整个FPSO系统进行时域耦合分析,比较发现截断后系泊系统静态特性、平台总体响应和系泊线受力都与全水深情况和已有模型试验结果吻合良好.表明截断方法是合理可行的,能保证截断前后平台性能一致.     

等效水深截断系统优化设计研究

世界范围内海洋油气开采正在向500～3000m的深海进军．然而，对深海全水深系统进行模型试验相当困难：目前世界上没有一家水池有足够的空间可以在常规缩尺比下容纳一个工作在1000～3000m之间的完整的顺应式系泊浮式生产系统．面对该挑战，目前看起来最可行的就是所谓的混合模型试验技术．应用该技术的首要工作就是设计等效水深截断系统．我们研究了深海平台混合模型试验方法的优化设计问题．研究过程中，主要考虑了截断水深和全水深系统的静力特性相似．将截断水深和全水深系统静力特性相似程度的数值作为目标函数建立了等效水深截断系统优化设计数学模型．通过选择适当的设计准则，可减少截断水深和全水深系统之间的动力特性差异．为计算系泊系统的静力特性，采用四阶龙格一库塔法来求解单根锚泊线的静力平衡方程．当单根锚泊线的静力特性计算出来后，总系泊系统的静力特性可以用拉格朗日插值方法计算出来．建立了锚泊线材质数据库，以锚泊线材质名和直径作为关键字．选用经过改进的混合离散变量模拟退火法和离散复合形法来进行优化计算．采用C＋＋语言基于面向对象方法开发了计算机程序．具体优化计算时，先分别用两种优化法计算出相应的结果，然后选取较好的一个作为最终结果．为考察开发出的计算机程序，文中以一个工作水深为320m的10万吨内转塔式系泊FPSO为例进行了等效水深截断系统优化设计计算，截断水深选为160m，并选取几个典型工况对截断系统和全水深系统都进行了缩尺比为λ=80的模型试验，比较两者的试验结果发现，该文的截断系统设计是成功的．作者将结合一个具体实例对以前发表的关于深海平台混合模型试验方法的论文进行总结．     

深海半潜式平台锚泊系统等效水深截断模型试验设计

以拟在哈尔滨工业大学大气边界层风洞及波浪模拟水槽中进行模型试验的一座工作水深为1 500m的深海半潜式平台锚泊系统为例,缩尺比取为1∶100.介绍深海锚泊系统等效水深截断设计的原理及流程.考虑锚泊线的重力、张力、海流力及弹性伸长,采用分段外推法进行静力分析.基于静力等效原则,在保证锚泊线数目和布置一致的情况下,对其在400m等效水深截断模型进行试验方案设计,满足单根锚泊线和整个锚泊系统静恢复力特性近似相同.采用非线性有限元时域分析方法分别对全水深锚泊线和截断水深锚泊线进行动力分析,比较2种锚泊线在各种环境荷载激励下的动力性能差别,并对二者基于动力特性的等效设计提出改进措施.     

深水半潜式平台模型试验与数值分析

以一座工作水深为1.5 km的深海半潜式钻井平台及其锚泊系统为例,对其在280 m等效截断水深锚泊系统系泊下的6自由度运动和锚链受力进行模型试验研究,缩尺比取为1∶70.采用非线性时域耦合分析法对原深海半潜式钻井平台系统进行数值分析,并将模型试验和数值分析结果进行比较.结果表明:等效截断水深锚泊系统在静力方面可较好地模拟全水深锚泊系统,动力相似上的不足导致其锚链受力最大值与全水深锚泊系统的相差较大;截断水深模型试验对全水深锚泊系统系泊下的半潜平台运动响应的预报较为可信,而平台锚系的受力情况需辅以数值模拟进行研究.     

深海单柱式平台及其系泊系统的截断水深模型试验

阐述了由水平截断引起的水深截断系泊系统的水平回复力特性难于在所有方向上与全水深保持一致的问题,提出了垂向截断因子γV、水平截断因子γH的概念,分析了水深截断系泊系统等效设计的难点.针对一工作在1.5 km水深的新型单柱式(Spar)平台,介绍了水深截断系泊系统设计流程,给出适合Spar平台特点的等效设计原则,提出了采用特殊装置延长张紧式系泊缆水平跨距的方法,解决了深海Spar平台及其系泊系统在现有水池进行截断水深模型试验的问题.     

截断系泊系统不同恢复力矩特性对于深水半潜式平台摇摆运动的影响

以工作在1.5km水深的半潜式平台为例,在截断水深模型实验中,设计5套符合水平及垂向回复力、最大单根缆受力特性相似的截断系泊系统,使之具有不同的力矩特性曲线.通过时域耦合计算,比较在这些截断系泊系统下平台的摇荡运动的差异,并与实验结果对比分析.结果表明,水深截断系泊系统的力矩特性是否相似对半潜式平台摇荡运动有一定影响,平台的水平偏移越大时影响越显著.说明在截断系泊系统设计中,保持与全水深系统一致的力矩相似特性的必要性.     

等效水深截断系统模型试验结果可用性研究

以一工作水深为320 m的转塔式浮式生产储油系统(FPSO)为例研究了被动截断式的混合模型试验方法,选择截断水深为160 m,先后进行了截断系统和全水深系统模型试验,并对两者结果进行了比较.结果发现,在保证静力特性相似并且截断程度不大的情况下,等效水深截断系统模型试验能在一定程度上代替全水深系统模型试验.     

非线弹性索对系泊系统性能的影响

随着船舶的大型化、海洋平台的多样化以及其工作水深的不断加深,锚泊设计过程中锚泊线的成分也由设计初期的单一化向多成分化发展。材料的多样化更是为锚泊设计提供了丰富的选择空间,将对加入非线弹性拉伸材料的系泊线进行数值模拟分析,采用分段外推-校正的方法,计算分析了相同水深下非线弹性拉伸材料对系泊系统变形、张力以及刚度的影响,并且进一步研究了不同水深的情况。结果表明,加入非线弹性拉伸的材料能够有效地降低系泊线张力及自身刚度,加入此种材料的组合系泊系统更适用于浅水。     

高速客车空气弹簧垂向特性的非线性有限元仿真

采用非线性有限元软件MSC.Marc对空气弹簧的非线性垂向刚度特性进行了数值模拟,分析了胶囊内压、帘线角、铺层厚度、帘布线层数对空气弹簧垂向刚度特性的影响.并通过试验对数值仿真结果进行了验证,结果表明所提出的仿真方法合理、可行.     

水流影响下系泊系统设计的数学模型

通过对系泊系统的受力分析和力矩平衡,对水流影响下的系泊系统形态建立了差分方程组模型.并分别在水速为0 m/s、1.0 m/s且与风力成0°、45°、90°和180°的情况下,确定了210节链环的Ⅱ型锚链的形态.最后利用该模型解决了给定条件下,锚链型号、长度和重物球质量的选择和确定问题,即系泊系统设计问题.给出了在海水速度最大1.5 m/s,风速最大36 m/s,水深16~18 m下锚链型号、长度和重物球质量的最优解.     

究竟如何用洛仑兹力解释安培力

本文分析了安培力成因常见观点存在的问题，探讨了解释方法。     

动生电动势的产生机理

从特殊情况到一般情况推导出动生电动势的计算公式，证明了产生动生电动势的过程中总的洛伦兹力不做功，遵循能量转换与守恒定律，从而发现动生电动势产生的原因是洛伦兹力的一个分力提供非静电力，洛伦兹力在此过程中作为能量传递的工具.     

关于洛伦兹力作功的讨论

通过具体运动实例,分析安培力作功中与动生电动势产生中洛伦兹力的作功,得出洛伦兹力永不对运动电荷作功,但起到传递能量的作用的结论.     

关于洛仑兹力不作功的深入探讨

洛仑兹力不作功是勿庸置疑的。总洛仑兹力不作功,但洛仑兹力分力作功。实质上,安培力是洛仑兹力合力的一个分力。安培力作功即电流作功是通过洛仑兹力合力的分力作功的转化;动生电动势产生的原因是机械能通过洛仑兹力分力作功转化为电源的电能。     

关于洛伦兹力作功的讨论

通过具体运动实例,分析安培力作功中与动生电动势产生中洛伦兹力的作功,得出洛伦兹力永不对运动电荷作功,但起到传递能量的作用的结论。     

高校学报编辑力建构

高校学报编辑力由导向力、策划力、专业力、执行力、判断力、学习力、社交力和身心力的合力构成。编辑的首要任务就是策划。策划具有话题集中、自成系统、脉络清晰、定位明确、与时俱进、体现实效的价值。只有策划栏目的刊物遵循办刊方向,反应现实成果,凸显刊物特色,打造品牌刊物。编辑力相辅相成。     

质点组的惯性力

讨论在非惯性系中，质点组的惯性力是否通过质心问题。     

奇特的地转偏向力

地转偏向力是地理教学特别是中学地理教学一大难题。本文就从一个简单的实验入手,分析地转偏向力的产生和实质;并试图利用初等数学(或物理)的方法,求算地转偏向力的大小和方向。最后给出其应用两例。     

群体凝聚力构成

群体凝聚力是由群体核心的内聚力,群体成员对核心的向心力,群体对群体成员的吸引力,群体成员之间的亲和力等多种力以一定的结构方式组合在一起的合力。增强群体凝聚力是一项社会系统工程,必须从上述几个方面同时努力,才能奏效。     

关于安培力作功的讨论

指出安培力的产生原因 ,并通过其作功特点的分析 ,说明安培力是非保守力