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Spar平台的发展趋势及其关键技术 被引量:61
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作者 张帆 杨建民 李润培 《中国海洋平台》 2005年第2期6-11,24,共7页
深海油气资源的大量开发加速了对适应深水环境的平台结构物的需求。Spar平台是一种用于深海环油气开采、生产、处理加工和储存的海洋结构物。本文介绍Spar平台的发展趋势及其关键技术的研究,包括平台动力响应、系泊系统、疲劳分析、耦... 深海油气资源的大量开发加速了对适应深水环境的平台结构物的需求。Spar平台是一种用于深海环油气开采、生产、处理加工和储存的海洋结构物。本文介绍Spar平台的发展趋势及其关键技术的研究,包括平台动力响应、系泊系统、疲劳分析、耦合分析以及垂荡板和侧板的设计研究。 展开更多
关键词 spar平台 发展趋势 关键技术
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风波流对多平台阵列浮式风机Spar平台运动特性的影响 被引量:39
2
作者 丁勤卫 李春 +2 位作者 叶柯华 杨阳 叶舟 《农业工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第21期223-229,共7页
平台结构的稳定性是浮式风力机安全运行的最基础保障。为探究浮式风力机平台阵列的动态响应特性,该文提出一种3×3方阵排布的共用系泊系统多平台阵列方案,建立基于OC3-Hywind Spar Buoy平台的NREL 5 MW浮式风力机整机模型,通过辐射... 平台结构的稳定性是浮式风力机安全运行的最基础保障。为探究浮式风力机平台阵列的动态响应特性,该文提出一种3×3方阵排布的共用系泊系统多平台阵列方案,建立基于OC3-Hywind Spar Buoy平台的NREL 5 MW浮式风力机整机模型,通过辐射/绕射理论并结合有限元方法,分别研究并对比了单个平台和3×3方阵排布的多平台的动态响应特性。结果表明:浮式风力机Spar平台在纵荡、垂荡和纵摇方向响应均集中于低频波浪(波浪频率低于0.5 rad/s时);3×3方阵排布位于四顶点处的平台存在一定的横荡响应,响应范围约为-0.2~0.2 m,其余平台横荡响应可忽略不计;随着环境载荷的加剧,单平台纵荡响应急剧增大,响应范围由-0.25~0.25 m增大到-1.5~1.5 m,多平台时纵荡响应变化不明显,均保持在-1.5~1.5 m,同时,多平台纵摇响应明显低于单平台,验证了该文所提方案的有效,从而为未来海上风电场的建设提供了理论参考。 展开更多
关键词 风能 风力机 模型 spar平台 阵列 动态响应
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内孤立波作用下Spar平台的运动响应 被引量:27
3
作者 宋志军 勾莹 +3 位作者 滕斌 时忠民 屈衍 肖越 《海洋学报》 CAS CSCD 北大核心 2010年第2期12-19,共8页
建立了内孤立波作用下Spar平台运动响应的时域数值模型,并利用这一模型计算了内孤立波作用下Spar平台的运动响应。其中根据K-dv方程解出内孤立波的波面及水质点速度表达式,应用Morison公式求出内孤立波对Spar平台的水平作用力;由伯努力... 建立了内孤立波作用下Spar平台运动响应的时域数值模型,并利用这一模型计算了内孤立波作用下Spar平台的运动响应。其中根据K-dv方程解出内孤立波的波面及水质点速度表达式,应用Morison公式求出内孤立波对Spar平台的水平作用力;由伯努力方程求解压强,通过在平台底面积分求出内孤立波对Spar平台的垂向作用力;在悬链线理论的基础上,分析锚链对平台的作用力,采用四阶Runge-Kutta方法求解运动方程。数值结果表明,当内孤立波不断接近海洋平台时,Spar平台受到的作用力随之增大,海洋平台会产生远大于表面波作用下的水平位移,从而证实了内孤立波是影响海洋平台稳定的重要因素,在海洋平台的设计和评估中内孤立波的作用是不可忽略的。 展开更多
关键词 内孤立波 spar平台 Morison公式 悬链线理论 运动响应
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国外Spar平台研究现状及中国南海应用前景分析 被引量:18
4
作者 黄维平 白兴兰 +1 位作者 孙传栋 玄金 《中国海洋大学学报(自然科学版)》 CAS CSCD 北大核心 2008年第4期675-680,634,共7页
Spar平台是1种新型深水平台,其吃水深,水线面积小,运动稳定性好,适合500~3 000 m水深的油气开发工程。文中详细介绍国外Spar平台及其关键技术研究和开发现状,分析中国南海深水油气开发的应用前景及南海环境条件下的新概念Spar平台。
关键词 spar平台 深水平台 浮式平台 南海油气开发
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Spar平台垂荡板受迫振荡水动力特性研究 被引量:17
5
作者 吴维武 缪泉明 +2 位作者 匡晓峰 杨烁 何再明 《船舶力学》 EI 北大核心 2009年第1期27-33,共7页
首先针对圆形实板以及不同透空率下垂荡板作受迫正弦振荡的水动力特性进行了数值模拟研究,得到垂荡板作正弦振荡的阻力和附加质量系数,进而分析得出透空率对垂荡板阻尼及附加质量的影响规律;其次比较了相同透空率情况下不同小孔数目对... 首先针对圆形实板以及不同透空率下垂荡板作受迫正弦振荡的水动力特性进行了数值模拟研究,得到垂荡板作正弦振荡的阻力和附加质量系数,进而分析得出透空率对垂荡板阻尼及附加质量的影响规律;其次比较了相同透空率情况下不同小孔数目对垂荡板水动力特性的影响,并比较了不同形状垂荡板的水动力特性;最后还对双板之间的间距进行了优化计算。在此基础上综合考虑垂荡板受迫振荡水动力特性,为深水Spar平台的垂荡板优化设计提供技术指导,使其能够有效地改善Spar平台的垂荡运动性能。 展开更多
关键词 spar平台 垂荡板 水动力特性
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Spar平台及其总体设计中的考虑 被引量:12
6
作者 石红珊 柳存根 《中国海洋平台》 2007年第2期1-4,共4页
回顾了spar平台的发展,对其今后趋势进行展望,并与张力腿平台进行比较,最后提出Spar平台总体设计阶段的几点考虑。
关键词 spar平台 张力腿平台 总体设计
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风波耦合作用下垂荡板对漂浮式风力机Spar平台动态响应影响 被引量:21
7
作者 丁勤卫 李春 +2 位作者 袁伟斌 郝文星 余万 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2019年第4期1113-1127,共15页
建立基于OC3-Hywind Spar Buoy平台的NREL 5MW漂浮式风力机整机模型,提出漂浮式风力机Spar平台主体附加垂荡板的结构设计方法,基于叶素动量理论通过Fortran编程实现AQWA的二次开发,基于辐射/绕射理论对比研究了垂荡板及其安装位置对漂... 建立基于OC3-Hywind Spar Buoy平台的NREL 5MW漂浮式风力机整机模型,提出漂浮式风力机Spar平台主体附加垂荡板的结构设计方法,基于叶素动量理论通过Fortran编程实现AQWA的二次开发,基于辐射/绕射理论对比研究了垂荡板及其安装位置对漂浮式风力机Spar平台动态响应特性的影响。结果表明:频域分析中,垂荡板对纵荡RAO影响较小,减小了垂荡RAO,但增大了纵摇RAO。时域分析中,风波耦合作用下垂荡板增大了平台纵荡响应,但安装位置对纵荡响应影响较小;垂荡板位于中部和底部时对平台垂荡响应的抑制效果最明显,位于上部时抑制效果不明显;垂荡板位于中部和底部时对纵摇响应抑制效果最明显,位于上部时增大了平台的纵摇响应;垂荡板位于中部和底部时明显提高其稳定性,位于上部时加剧了机舱纵荡加速度;垂荡板显著降低了系泊张力,但安装位置对系泊张力影响较小。 展开更多
关键词 漂浮式风力机 spar平台 垂荡板 辐射/绕射理论 叶素动量理论 动态响应
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Spar平台涡激运动关键特性研究进展 被引量:19
8
作者 王颖 杨建民 杨晨俊 《中国海洋平台》 2008年第3期1-10,共10页
介绍了目前国际上Spar平台涡激运动研究的概况,并从涡激运动的形成机理、涡激运动响应特征、涡激运动抑制方法、涡激运动研究及预报方法等几个方面对其关键特性进行了详细阐述,提出了这一课题未来研究方向的有关建议。
关键词 spar平台 涡激运动 减涡侧板 CFD 模型试验
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Spar平台垂荡板水动力系数计算与分析 被引量:15
9
作者 滕斌 郑苗子 +2 位作者 姜胜超 勾莹 吕林 《海洋工程》 CSCD 北大核心 2010年第3期1-8,共8页
Spar平台带有厚度很薄的垂荡板,使用边界元方法计算时存在着准奇异积分的数值计算问题。采用自适应高斯积分法对其准奇异积分问题进行处理,较少单元即可达到很高精度。在势流理论下对Spar平台垂荡板的水动力系数进行了计算,并与实验结... Spar平台带有厚度很薄的垂荡板,使用边界元方法计算时存在着准奇异积分的数值计算问题。采用自适应高斯积分法对其准奇异积分问题进行处理,较少单元即可达到很高精度。在势流理论下对Spar平台垂荡板的水动力系数进行了计算,并与实验结果进行了对比,发现真实流体中垂荡板的附加质量约为势流理论下附加质量计算结果的1.1倍,而辐射阻尼在总阻尼中所占的百分比很小,此时粘性阻尼成为垂荡板的主要阻尼来源,在工程设计中不可忽略。 展开更多
关键词 垂荡板 边界元方法 水动力系数 准奇异积分 spar平台
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深海采油平台发展现状和设计中的关键问题 被引量:15
10
作者 吴应湘 李华 +1 位作者 曾晓辉 刘昭平 《中国造船》 EI CSCD 北大核心 2002年第z1期80-86,共7页
随着海洋油气开发逐渐向深海推进,深海采油平台的使用越来越普遍.国外平台建造海域最大水深已达到2 000多米,我国未来5~10年海洋石油开采海域水深可能达到500~1500m,建造深海采油平台势在必行.因此,及早了解国外深海平台的建造和使用... 随着海洋油气开发逐渐向深海推进,深海采油平台的使用越来越普遍.国外平台建造海域最大水深已达到2 000多米,我国未来5~10年海洋石油开采海域水深可能达到500~1500m,建造深海采油平台势在必行.因此,及早了解国外深海平台的建造和使用情况,探讨深海平台设计中的关键问题,对我国海洋油气开发具有重要意义.本文描述了国外深海采油平台的发展现状,阐明了不同形式深海平台的特点和设计中需关注的问题,指出了不同形式深海采油平台的一些优点和不足,对我国深海采油平台的建造具有重要的参考价值和一定的指导作用. 展开更多
关键词 张力腿平台 spar平台 深海结构 海洋油气开发
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Spar平台垂荡—纵摇耦合运动的不稳定性 被引量:14
11
作者 刘利琴 唐友刚 王文杰 《船舶力学》 EI 北大核心 2009年第4期551-556,共6页
研究了深水Spar平台垂荡—纵摇耦合不稳定运动的形式和条件。以经典Spar平台为例,基于垂荡包络线概念,分析了平台垂荡—纵摇耦合运动的相互放大效应及"舞动"运动。结果表明,当垂荡包络线周期与纵摇固有周期相等时,纵摇运动失... 研究了深水Spar平台垂荡—纵摇耦合不稳定运动的形式和条件。以经典Spar平台为例,基于垂荡包络线概念,分析了平台垂荡—纵摇耦合运动的相互放大效应及"舞动"运动。结果表明,当垂荡包络线周期与纵摇固有周期相等时,纵摇运动失稳;因纵摇对垂荡的耦合影响,垂荡幅值不断增大,同时垂荡运动的变化又影响纵摇运动,使得纵摇幅值小幅度增加,平台运动存在相互放大效应。纵摇失稳后,Spar平台将处在一种奇特的"舞动"运动形式。 展开更多
关键词 spar平台 垂荡—纵摇耦合运动 相互放大效应 舞动运动
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垂荡板对传统Spar平台水动力特性的影响 被引量:15
12
作者 周国龙 叶舟 +1 位作者 成欣 李春 《水资源与水工程学报》 2015年第4期143-148,共6页
为研究垂荡板对传统Spar平台水动力特性的影响,以Umaine-Hywind Spar平台为模型,利用有限元软件对垂荡板在Spar平台不同位置处的频域和时域特性进行分析,并在最佳位置处对比分析了不同透空率的垂荡板对Spar平台影响。结果表明:在相同的... 为研究垂荡板对传统Spar平台水动力特性的影响,以Umaine-Hywind Spar平台为模型,利用有限元软件对垂荡板在Spar平台不同位置处的频域和时域特性进行分析,并在最佳位置处对比分析了不同透空率的垂荡板对Spar平台影响。结果表明:在相同的海况条件下,垂荡板在Spar平台下部安放有利于其工作,使其获得的响应更小,而在下部安放的垂荡板中,透空率为5%的垂荡板性能优于透空率为0的垂荡板。综合几个算例可以得出:垂荡板可以改变并优化Spar平台,然而这需要考虑影响垂荡板的因素(透空率,板间距、数目等),并非垂荡板就一定会降低Spar平台的垂荡响应。 展开更多
关键词 垂荡板 spar平台 透空率 水动力特性
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深海海洋平台发展综述 被引量:12
13
作者 周振威 孙树民 《广东造船》 2012年第3期63-66,77,共5页
本文综述了深海海洋平台的发展历程及现状,深海海平台包括半潜式平台、TLP平台以及Spar平台,半潜式平台只能使用湿井口,多为钻井平台。TLP平台和Spar平台都适合用作深海采油平台,通过对比,认为TLP平台更为适合中国南海海域的油气开发。... 本文综述了深海海洋平台的发展历程及现状,深海海平台包括半潜式平台、TLP平台以及Spar平台,半潜式平台只能使用湿井口,多为钻井平台。TLP平台和Spar平台都适合用作深海采油平台,通过对比,认为TLP平台更为适合中国南海海域的油气开发。最后对深海平台未来的发展进行了展望。 展开更多
关键词 深海海洋平台 半潜式平台 TLP平台 spar平台
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螺旋侧板对漂浮式风力机平台动态响应的影响 被引量:12
14
作者 丁勤卫 李春 +2 位作者 王东华 张楠 叶舟 《动力工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2016年第8期629-637,657,共10页
为探究螺旋侧板对漂浮式风力机Spar平台动态响应的影响,对Spar平台附加螺旋侧板,建立有无螺旋侧板的2种NREL 5 MW漂浮式风力机整机模型.根据辐射-绕射理论和有限元方法,结合正交设计法研究螺旋侧板及螺旋侧板片数、侧板高度和侧板螺距... 为探究螺旋侧板对漂浮式风力机Spar平台动态响应的影响,对Spar平台附加螺旋侧板,建立有无螺旋侧板的2种NREL 5 MW漂浮式风力机整机模型.根据辐射-绕射理论和有限元方法,结合正交设计法研究螺旋侧板及螺旋侧板片数、侧板高度和侧板螺距比对漂浮式风力机Spar平台在风、浪和流载荷作用下动态响应的影响.结果表明:螺旋侧板可明显抑制Spar平台的运动响应,但会增大平台所受的绕射力和F-K力;较优的螺旋侧板参数组合为侧板片数为2、侧板高度为15%D、侧板螺距比为5;侧板高度和侧板螺距比对Spar平台纵摇响应有显著影响,螺旋侧板高度和螺距比的交互作用及侧板片数对Spar平台纵摇响应有一定影响. 展开更多
关键词 漂浮式风力机 spar平台 螺旋侧板 正交设计
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传统Spar平台参数激励Mathieu不稳定性的研究 被引量:11
15
作者 赵晶瑞 唐友刚 王文杰 《工程力学》 EI CSCD 北大核心 2010年第3期222-227,共6页
考虑时变的稳性高GM的影响,导出了传统Spar平台参数激励纵摇运动微分方程,简化得到具有三次非线性项的有阻尼Mathieu方程。应用多尺度法求得了当垂荡频率与纵摇固有频率比接近2∶1时纵摇微分方程的二阶定常响应。根据Floquet理论分析了... 考虑时变的稳性高GM的影响,导出了传统Spar平台参数激励纵摇运动微分方程,简化得到具有三次非线性项的有阻尼Mathieu方程。应用多尺度法求得了当垂荡频率与纵摇固有频率比接近2∶1时纵摇微分方程的二阶定常响应。根据Floquet理论分析了方程零解与定常周期解的稳定性并进行了数值验证。研究结果表明:稳性高度GM值对于平台纵摇运动的稳定性具有重要影响,调整稳性高度或增加系统阻尼可以减小定常解的不稳定区域,从而抑制平台参数激励纵摇运动的发生。 展开更多
关键词 spar平台 非线性Mathieu方程 多尺度法 二阶定常响应 参激纵摇运动
原文传递
深水Spar钻采储运平台系泊系统研究 被引量:10
16
作者 王晋 罗勇 +4 位作者 齐晓亮 张益公 朱为全 高巍 申辉 《中国造船》 EI CSCD 北大核心 2013年第A02期15-24,共10页
针对一种新型的深水立柱式Spar钻井生产储卸油平台(spar drilling production storage offloading,简称SDPSO)的特点,对其进行系泊系统方案研究;按照南海1500m设计水深,给出两种系泊系统方案,并进行了数值模拟计算;结果表明:... 针对一种新型的深水立柱式Spar钻井生产储卸油平台(spar drilling production storage offloading,简称SDPSO)的特点,对其进行系泊系统方案研究;按照南海1500m设计水深,给出两种系泊系统方案,并进行了数值模拟计算;结果表明:在百年一遇的台风环境条件下,所设计的两种系泊系统均能满足要求;其中,钢链.尼龙缆.钢链系泊缆的系泊系统有更好的性能。同时,对SDPSO平台在340m水深的适应性进行了研究,并针对其特点及立管设计要求,对系泊系统进行了设计研究及进行了数值计算。研究结果表明:该平台水深适应性良好,系泊系统最大张力及平台总体运动均能满足设计要求。 展开更多
关键词 spar平台 SDPSO 深水系泊系统 数值分析
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国外Spar平台研究与发展综述 被引量:5
17
作者 顾罡 《舰船科学技术》 北大核心 2008年第3期167-170,共4页
当前,深海石油的开发越来越受到科技界的普遍关注。本文对未来应用于深海采油的Spar平台研究与发展进行综述,简要介绍了其产生背景和主要特点,详细分析了其水动力学特性等各方面技术参数对于Spar平台的影响,为Spar平台的发展提供参考依... 当前,深海石油的开发越来越受到科技界的普遍关注。本文对未来应用于深海采油的Spar平台研究与发展进行综述,简要介绍了其产生背景和主要特点,详细分析了其水动力学特性等各方面技术参数对于Spar平台的影响,为Spar平台的发展提供参考依据。结果表明,Spar平台的发展潜力巨大;技术参数的多方面改进将大大提高Spar平台的海上作业和稳定生产。 展开更多
关键词 spar平台 技术参数 深海 水动力学特性 潜力
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用大涡模拟方法数值模拟Spar平台涡激运动问题 被引量:9
18
作者 赵伟文 万德成 《水动力学研究与进展(A辑)》 CSCD 北大核心 2015年第1期40-46,共7页
该文采用基于开源代码计算流体力学工具包Open FOAM开发的船舶与海洋工程水动力学求解器naoeFOAM-SJTU,对一座Spar模型的硬舱部分进行了涡激运动的数值模拟。采用大涡模拟方法数值模拟了不同折合速度下Spar模型的涡激运动情况,并与Finni... 该文采用基于开源代码计算流体力学工具包Open FOAM开发的船舶与海洋工程水动力学求解器naoeFOAM-SJTU,对一座Spar模型的硬舱部分进行了涡激运动的数值模拟。采用大涡模拟方法数值模拟了不同折合速度下Spar模型的涡激运动情况,并与Finnigan等[1,2]的模型试验结果作了对比和分析,证明了求解器naoe-FOAM-SJTU在模拟涡激运动方面的可靠性。 展开更多
关键词 spar平台 涡激运动 折合速度 大涡模拟 naoe-FOAM-SJTU求解器
原文传递
SPAR平台立管相互碰撞的有限元分析 被引量:6
19
作者 陈云水 王德禹 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2007年第9期115-119,共5页
以SPAR平台中立管与立管碰撞为研究对象,采用三维有限元模拟碰撞过程,并采用显示动力求解结构的最大碰撞力及最大碰撞应力,计算且讨论了内压、碰撞时立管之间的夹角、碰撞时立管速度之间的夹角及摩擦对立管碰撞的影响。结果表明一定的... 以SPAR平台中立管与立管碰撞为研究对象,采用三维有限元模拟碰撞过程,并采用显示动力求解结构的最大碰撞力及最大碰撞应力,计算且讨论了内压、碰撞时立管之间的夹角、碰撞时立管速度之间的夹角及摩擦对立管碰撞的影响。结果表明一定的内压值可以使立管在径向更不容易破坏,对于带有保护层的立管,不同角度碰撞对立管碰撞的影响相对较少,当碰撞角度为45度,最大碰撞应力比较小,摩擦对立管碰撞影响不是很大。 展开更多
关键词 spar平台 立管碰撞 有限元 碰撞力及应力
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漂浮式风力机平台在不同水深下的响应特性分析 被引量:9
20
作者 成欣 叶舟 +1 位作者 周国龙 李春 《水资源与水工程学报》 2014年第4期97-103,共7页
建立基于Spar平台的5MW漂浮式风力机整机模型,旨在探讨结构的动态响应和所受波浪力以及它们随水深的变化情况。考虑海风、海浪和海流载荷的作用,借助有限元软件对结构进行水动力计算,得到结构的频域特性和位置响应的时间历程,并进一步... 建立基于Spar平台的5MW漂浮式风力机整机模型,旨在探讨结构的动态响应和所受波浪力以及它们随水深的变化情况。考虑海风、海浪和海流载荷的作用,借助有限元软件对结构进行水动力计算,得到结构的频域特性和位置响应的时间历程,并进一步分析不同水深条件对响应特性的影响。结果表明:水深条件对Spar型漂浮式风力机在外界载荷作用下的动态响应和所受波浪力情况有着显著影响。 展开更多
关键词 漂浮式风力机 spar平台 水动力计算 动态响应 波浪力
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