冲刷防护作业中流态固化土对海洋桩基作用力的数值研究 被引量：1

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作者 李濡宇 毋晓妮 +2 位作者 陈锦剑 蒋海里 王会丽 《上海交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第12期1609-1618,共10页

采用固化土进行冲刷防护是一种全新的防冲刷措施,目前正逐步被应用于海上风力发电单桩基础及跨海大桥桩基础的冲刷修复中.流态固化土在泵送至海洋桩基周围冲刷坑中的过程中,会对既有承载力弱化的桩基产生不利影响,然而目前仍缺乏对该问... 采用固化土进行冲刷防护是一种全新的防冲刷措施,目前正逐步被应用于海上风力发电单桩基础及跨海大桥桩基础的冲刷修复中.流态固化土在泵送至海洋桩基周围冲刷坑中的过程中,会对既有承载力弱化的桩基产生不利影响,然而目前仍缺乏对该问题的认识.采用计算流体动力学方法,模拟了单桩基础周围冲刷坑中流态固化土泵送过程,关注流态固化土对桩基础的作用,分析了泵速、海流流速、固化土类型等因素对桩基础作用力的影响,其中海流流速影响最大,同时提出了流态固化土对桩基作用力简化分析思路,并给出了作用力经验公式.研究结果可作为固化土防冲刷工程技术控制的依据. 展开更多

关键词 流态固化土 冲刷防护 计算流体力学 海洋桩基 作用力

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考虑浅埋破坏的拖曳锚在黏土中安装运动特性分析 被引量：5

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作者 毋晓妮 胡存 李晔 《应用数学和力学》 CSCD 北大核心 2018年第10期1137-1148,共12页

拖曳锚是海洋工程中一种常见的系泊基础,因造价低廉和高承载特性而得到广泛应用.其在海床中的安装轨迹和运动特性受到锚与土体之间复杂相互作用的影响,使得精确定位仍存在挑战.目前已有的塑性屈服面方法被广泛用于计算拖曳锚的运动特性... 拖曳锚是海洋工程中一种常见的系泊基础,因造价低廉和高承载特性而得到广泛应用.其在海床中的安装轨迹和运动特性受到锚与土体之间复杂相互作用的影响,使得精确定位仍存在挑战.目前已有的塑性屈服面方法被广泛用于计算拖曳锚的运动特性,即假设整个拖曳过程为深埋板在不同深度的破坏过程.实际上,拖曳锚的安装是从浅埋到深埋的连续贯入,因此该方法不能考虑浅埋破坏对拖曳锚运动特性的影响,从而可能导致预测的轨迹不准确.通过有限元分析研究了锚板方位角及埋深比对单向承载和复合荷载下屈服面的影响,确定了锚板浅埋破坏时的屈服面,补充了塑性屈服面法对浅埋破坏效应的考虑;进一步地,考察了锚板方位角、承载系数、浅埋区域大小对拖曳锚轨迹预测和运动特性的影响,并与传统仅假设深埋破坏情况对比分析.结果表明:浅埋破坏时锚板方位角与浅埋区域大小决定了锚板的运动特性和轨迹;合理考虑浅埋破坏后,与纯假设深埋破坏情况比,锚板在达到稳定状态之前的预测埋深和锚链力要小,但极限嵌入深度一致. 展开更多

关键词 拖曳锚 浅埋破坏 塑性屈服面 运动轨迹

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自升式平台层状地基条件下插桩过程数值模拟研究

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作者 张良 李勇跃 毋晓妮 《船舶设计通讯》 2014年第2期66-69,共4页

对于采用独立式桩靴结构的自升式平台,桩靴的入泥深度是保障平台安全作业的关键问题之一。采用ABAQUS软件的Explicit求解器,以位移增量步方式计算地基极限承载力;在施加初始地应力场的前提下,引入无限元边界处理方法,考虑了土壤无限大... 对于采用独立式桩靴结构的自升式平台,桩靴的入泥深度是保障平台安全作业的关键问题之一。采用ABAQUS软件的Explicit求解器,以位移增量步方式计算地基极限承载力;在施加初始地应力场的前提下,引入无限元边界处理方法,考虑了土壤无限大边界条件的影响,并使用ALE自适应网格技术有效地解决了土壤模型的大变形问题;最后,将有限元计算与经验公式计算进行比对分析。结果表明,在一定预压载荷条件下,有限元计算结果能较全面精确地反映插桩结果,弥补经验公式考虑参数单一、无法解决层状土承载力之间不连续问题以及无法动态模拟插桩过程的不足。 展开更多

关键词 自升式平台 桩靴入泥深度 地基承载力 插桩过程数值模拟 无限元边界

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考虑非线性系泊力Truss Spar平台耦合运动分析

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作者 张良 李红霞 毋晓妮 《中国海洋平台》 2015年第1期19-26,共8页

Truss Spar广泛地应用于深水和超深水的海洋石油开发中,研究它的运动性能非常有必要。该文研究规则波浪下Truss Spar平台垂荡、横摇以及纵摇耦合6自由度运动特性。考虑平台垂荡频率与纵摇频率的2:1共振关系,采用龙格库塔法求解平台在非... Truss Spar广泛地应用于深水和超深水的海洋石油开发中,研究它的运动性能非常有必要。该文研究规则波浪下Truss Spar平台垂荡、横摇以及纵摇耦合6自由度运动特性。考虑平台垂荡频率与纵摇频率的2:1共振关系,采用龙格库塔法求解平台在非线性系泊力下平台的非线性运动响应。同时,考虑瞬时波面升高影响,研究非线性系泊力对平台运动的影响。计算结果表明:Truss Spar平台在考虑系泊力后,纵荡与纵摇响应幅值发生跳跃的临界波高值增大,延缓了跳跃现象的发生,但是不能阻止内共振情况的发生。同时,发现考虑瞬时波面升高影响,平台纵荡与纵摇响应幅值发生跳跃时的临界波高值减小,平台越容易发生内共振现象。考虑瞬时波面升高将导致平台的相对垂荡运动增大,引起平台干舷的剧烈变化,对平台的安全造成影响。 展开更多

关键词 TRUSS Spar 非线性系泊力 波面升高 耦合运动 内共振

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海上油田溢油回收船动力定位能力与艏部推进器配置优化 被引量：1

5

作者 李勇跃 毋晓妮 +2 位作者 张良 邰宜峰 秦尧 《船舶设计通讯》 2020年第2期17-21,共5页

对溢油回收船艏部推进器初始配置方案进行动力定位能力计算,分析其定位能力不足的原因,确定优化的技术思路;对艏部推进器的功率大小、数量、型式以及分组进行研究,得到依次递进的优化方案,提高了该船的动力定位能力,并在满足360°... 对溢油回收船艏部推进器初始配置方案进行动力定位能力计算,分析其定位能力不足的原因,确定优化的技术思路;对艏部推进器的功率大小、数量、型式以及分组进行研究,得到依次递进的优化方案,提高了该船的动力定位能力,并在满足360°范围内定位能力要求的前提下降低了艏部推进器的功率配置。 展开更多

关键词 溢油回收船 动力定位 艏部推进器

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海上风机吸力式桶形基础承载特性研究综述 被引量：14

6

作者 毋晓妮 廖倩 李晔 《海洋技术学报》 2020年第1期91-106,共16页

风机基础作为海上风机整体结构的重要组成部分,承受着上部风机所受到的风浪流荷载,并且对风机的安全性及可靠性至关重要。吸力式桶形基础由于其安装简单和可重复利用等优点,在海洋平台基础中得到了广泛应用,并逐步应用于海上风机基础中... 风机基础作为海上风机整体结构的重要组成部分,承受着上部风机所受到的风浪流荷载,并且对风机的安全性及可靠性至关重要。吸力式桶形基础由于其安装简单和可重复利用等优点,在海洋平台基础中得到了广泛应用,并逐步应用于海上风机基础中。但由于海上风机与海洋平台在海洋环境中的荷载工况有一定的差别,仍需要通过对其承载特性研究现状进行全面认识,以实现吸力式桶形基础在海上风机基础中的可靠应用。文中通过总结和评价现有研究对桶形基础在不同土体条件以及荷载条件下进行试验及数值模拟分析得到的研究结果,综述了静荷载和循环荷载作用下砂土和黏土中的吸力式桶形基础的承载特性研究现状,以及海上风机吸力式桶形基础的相关研究。文章展望了目前应用于海上风机基础的桶形基础仍缺乏的研究,为海上风机吸力式桶形基础的可靠应用及后续研究提供重要参考。 展开更多

关键词 海上风机 吸力式桶形基础 承载特性 静荷载 循环荷载

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二维楔形体入水问题的数值和实验研究 被引量：7

7

作者 陈光茂 郑小波 +2 位作者 毋晓妮 张怀新 李晔 《舰船科学技术》 北大核心 2021年第1期53-60,共8页

船舶在极端波浪条件下会产生剧烈的砰击,瞬时产生的巨大作用力会造成船体结构的损坏,因此准确预估入水砰击过程非常重要。本文通过数值和实验,分析楔形体入水过程中运动、受力以及自由表面的变化情况,验证光滑粒子流体动力学(SPH)方法... 船舶在极端波浪条件下会产生剧烈的砰击,瞬时产生的巨大作用力会造成船体结构的损坏,因此准确预估入水砰击过程非常重要。本文通过数值和实验,分析楔形体入水过程中运动、受力以及自由表面的变化情况,验证光滑粒子流体动力学(SPH)方法在楔形体入水问题上的适用性和准确性,并使用此方法分析楔形体入水时楔形体斜升角和入水速度的影响。结果表明,光滑粒子流体动力学方法在解决入水问题上有很好的准确性,在楔形体受力和自由表面变形上与实验结果有很好的吻合度。通过计算发现,最大砰击力与楔形体斜升角的三次方成正比,与入水速度的二次方成正比,增大楔形体的斜升角和降低入水速度,都可有效减少入水砰击力。 展开更多

关键词 入水砰击 光滑粒子流体动力学 高速摄影 入水实验

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并列式垂直轴水轮机尾流场的干扰特性研究 被引量：3

8

作者 张玉超 李晔 毋晓妮 《可再生能源》 CAS 北大核心 2019年第11期1732-1738,共7页

为研究并列式垂直轴水轮机的水动力性能及尾流干扰特性,进而指导阵列式水轮机的排列,文章对并列式垂直轴水轮机的水动力性能进行数值分析。首先针对单个垂直轴水轮机的水动力性能进行分析,基于数值分析结果与实验数据的对比,验证了所采... 为研究并列式垂直轴水轮机的水动力性能及尾流干扰特性,进而指导阵列式水轮机的排列,文章对并列式垂直轴水轮机的水动力性能进行数值分析。首先针对单个垂直轴水轮机的水动力性能进行分析,基于数值分析结果与实验数据的对比,验证了所采用数值分析方法的准确性,继而对并列式垂直轴水轮机的性能进行了分析。分析结果表明:垂直轴水轮机的尾流具有明显的非对称现象,且尾流之间的干扰对尾流场的速度影响较大;由于水轮机尾流压力分布不均,两个水轮机尾流之间会产生压力差,进而导致尾涡向低压力区域偏移,整体表现为向迎流侧偏移;尾流继续传播扩散,最后与流场混合;在并列排布垂直轴水轮机时,应尽量使相邻水轮机处于顺流侧并反向旋转,当水轮机处于相邻水轮机的迎流侧时,应注意加大水轮机之间的间距。 展开更多

关键词 垂直轴水轮机 并列式 尾流场 干扰 新能源

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海上风机吸力式桶形基础竖向承载力特性研究 被引量：3

9

作者 廖倩 毋晓妮 李晔 《舰船科学技术》 北大核心 2021年第2期120-125,共6页

吸力式桶形基础作为一种新型的海上风机基础,正逐渐以单桶或者多桶组合形式被应用于海上风机支撑基础设计中。然而目前对应用于海上风机基础的桶形基础的极限承载力的研究仍存在研究不全面和结果不统一的问题。本文以宽浅型单桶基础为例... 吸力式桶形基础作为一种新型的海上风机基础,正逐渐以单桶或者多桶组合形式被应用于海上风机支撑基础设计中。然而目前对应用于海上风机基础的桶形基础的极限承载力的研究仍存在研究不全面和结果不统一的问题。本文以宽浅型单桶基础为例,采用有限元软件Abaqus对海上风机吸力式桶形基础在饱和黏土地基中的竖向承载特性进行三维有限元分析。考虑桶土接触面分离条件对极限承载力和土体破坏模式的影响,并且对桶形基础长径比、土体的有效重度以及土体不排水抗剪强度分布对桶形基础竖向极限承载特性的影响进行分析。研究成果可以为海上风机吸力式桶形基础设计提供参考。 展开更多

关键词 吸力式桶形基础 竖向承载力 三维有限元分析 变动参数比较研究

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对转方向和相位差对并列式双垂直轴风电机组气动性能的影响

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作者 任桐鑫 李寿图 +3 位作者 徐文浩 郑小波 毋晓妮 李晔 《可再生能源》 CAS CSCD 北大核心 2022年第2期184-189,共6页

对转方向和相位差对并列式双垂直轴风电机组的气动性能至关重要,决定了风电机组叶片受力特性和功率输出特性。为研究对转方向和相位差对并列式双垂直轴风电机组气动性能的影响,文章采用致动线方法(ALM)对一组并列式双垂直轴风电机组进... 对转方向和相位差对并列式双垂直轴风电机组的气动性能至关重要,决定了风电机组叶片受力特性和功率输出特性。为研究对转方向和相位差对并列式双垂直轴风电机组气动性能的影响,文章采用致动线方法(ALM)对一组并列式双垂直轴风电机组进行了三维数值模拟。首先,通过风洞试验数据验证了ALM预测出的垂直轴风电机组功率输出的准确性。继而使用验证后的数值方法对该并列式双垂直轴风电机组的气动性能进行了分析。结果表明:对转方向和相位差对并列式双垂直轴风电机组的气动性能有显著影响,如不考虑相位差,并列式双垂直轴风电机组的同向旋转布置和反向逆流旋转布置会对系统的气动性能产生负面影响,而反向顺流旋转布置会产生正面影响;考虑相位差的影响时,反向逆流旋转布置仍然被证明具有负面影响,反向顺流旋转布置对气动性能的有益效果也将得到增强,但修改相位差可以减少甚至抵消由同向旋转布置引起的功率损耗。对于所采用的两叶片双垂直轴风电机组,80°的相位差和反向顺流旋转布置是最佳配置参数,与二倍单机功率相比,该布置可以使并列式双垂直轴风电机组增加约6%的功率输出。 展开更多

关键词 垂直轴风电机组 致动线方法 对转方向 相位差

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风湍流强度对Spar型海上浮式风机极端响应的影响 被引量：1

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作者 陈晓璐 毋晓妮 +1 位作者 蒋致禹 李晔 《舰船科学技术》 北大核心 2020年第8期120-126,共7页

评估极端环境条件下的动态响应对于海洋结构物的结构设计非常重要。通常所采用的传统完全长期分析法虽然精确却十分耗时,而环境等值线法因其高效性和高准确性被逐步用于分析海洋结构物的极端响应。该方法以环境变量的联合概率密度函数... 评估极端环境条件下的动态响应对于海洋结构物的结构设计非常重要。通常所采用的传统完全长期分析法虽然精确却十分耗时,而环境等值线法因其高效性和高准确性被逐步用于分析海洋结构物的极端响应。该方法以环境变量的联合概率密度函数为基础,获取所求重现期所对应的环境等值线,进而基于此等值线预报结构物的长期极端响应。然而在此前该方法的应用中,通常只考虑风速,有义波高与谱峰周期的影响,并未严格考虑风的实际湍流强度的影响。为了接近更真实的风况,本文将湍流强度视为环境变量,用概率方法将其纳入环境等值线法中,并研究湍流强度对Spar型浮式风机极端响应的影响。通过对Spar型浮式风机50年一遇极端响应预报值的对比发现,变化的湍流强度使环境等值线法对风机塔底的力与力矩极端响应预报值变小,平台纵摇角与锚链的力变大。 展开更多

关键词 风机 海洋结构物 极端响应 环境等值线法

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