检索结果-内蒙古大学图书馆

作者：张隆辉中国舰船研究院

学位级别：硕士

走向深水(≧500米)及超深水(≧1500米)已是当今世界海洋油气发展的必然趋势,然而由于开采环境更加恶劣,系泊系统的总体性能将直接影响到深水平台作业和生存能力,因此深海平台及其系泊系统的分析以及试验技术就显得尤为重要。但是受限于... 详细信息

走向深水(≧500米)及超深水(≧1500米)已是当今世界海洋油气发展的必然趋势,然而由于开采环境更加恶劣,系泊系统的总体性能将直接影响到深水平台作业和生存能力,因此深海平台及其系泊系统的分析以及试验技术就显得尤为重要。但是受限于试验水池的大小及模型尺度的选择,要将深水平台及其系泊系统按照合适的尺比布置与试验水池中是非常困难的,而建设更深更大的试验水池无疑需要更高的成本。目前一般采用被动式截断试验技术的方式进行大水深情况下的系泊系统模型试验,但无法实现与实际水深情况的动力相似则是其瓶颈所在、而且在大水深截断情况下要实现完全的静力相似也十分困难,因此以实现动力相似为目的的主动式截断混合模型试验技术应是未来海洋深水试验池的一项重要技术。本文针对主动式截断试验技术主要进行了以下工作:(1)缆索静力学及动力学研究。本文基于集中质量法编制了缆索静力学及缆索动力学的求解程序。针对缆索的静力学问题,基于悬链线理论与集中质量法模型对张紧索系统进行了分析;针对缆索动力学问题,采用集中质量模型并使用广义-α积分格式进行离散求解,并进行了计算结果与试验结果的对比分析工作。(2)海洋平台时域耦合分析计算。以工作于320水深的某半潜式海洋平台为研究对象,构建半潜平台及其系泊系统的时域耦合模型。采用基于势流理论的商用软件AQWA计算平台的水动力参数,而后采用商用软件OrcaFlex以及AQWA进行系泊系统的耦合分析,并将两款软件的计算结果与试验结果对比,从而说明了所创建的耦合数值分析模型的正确性。(3)缆索截断点运动模型辨识。本文在工作(2)的基础上,利用NARX网络离线辨识系泊缆导缆孔处三自由度运动与截断点处三自由度运动的传递关系模型,而后在考虑三种不同海况的情况下,利用训练得到的网络模型进行截断点处的运动计算,并将网络计算结果与集中质量法计算结果进行了对比,从而说明采NARX网络可以代替集中质量法进行截断点处的运动计算。(4)仿真平台的搭建。利用Matlab及OrcaFlex中所提供的外部函数接口,搭建了主动式截断混合模型的试验仿真平台。并在工作(3)的基础上,将NARX网络代替集中质量法进行缆索截断点的运动计算,通过将截断水深缆索张力以及运动情况与全水深下的结果进行对比分析,证明NARX网络替代集中质量法进行计算的可行性。通过本文的工作,为下一阶段开展主动式截断混合模型试验设备的研发等提供了技术基础。

关键词：主动式截断混合模型试验技术 NARX网络缆索动力学

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基于INSGA-Ⅱ的等效水深截断系泊系统优化设计

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船舶力学 2014年第11期18卷 1292-1298页

作者：张火明陆萍蓝张晓菲中国计量学院浙江省流量计量技术研究重点实验室杭州310018 中国计量学院工程训练中心杭州310018

深海平台混合模型试验的首要任务是等效水深截断系统的优化设计,其目的是以截断水深系统替代全水深系统进行试验。等效水深截断系统相比全水深系统其工作水深和跨度较小,但其它特性两者应保持一致。文章以工作在304 m水深的10万吨内转... 详细信息

深海平台混合模型试验的首要任务是等效水深截断系统的优化设计,其目的是以截断水深系统替代全水深系统进行试验。等效水深截断系统相比全水深系统其工作水深和跨度较小,但其它特性两者应保持一致。文章以工作在304 m水深的10万吨内转塔式系泊FPSO为例,截断水深为76 m,采用改进的非支配排序遗传算法(INSGA-II)对等效水深阶段系统进行了优化计算,同时考虑了总系泊系统水平和垂直两个方向以及具有代表性的单根系缆的静力特性。此实验数值结果表明,所采用的数学模型、优化方法是行之有效的。

关键词：深海平台混合模型试验技术等效水深截断优化设计

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等效水深截断系统优化设计问题的新求解方法

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中国造船 2011年第2期52卷 63-73页

作者：张火明张晓菲蒋娟高文军王强中国计量学院计量测试工程学院杭州310018

考虑总系泊系统水平和垂直两个方向的恢复力以及具有代表性的单根系泊缆静力等特性进行等效水深截断系统优化设计,以替代全水深系统进行混合模型试验。在使用混合离散变量模拟退火方法时提出了一种"接力棒"寻优方式,若每棒寻... 详细信息

考虑总系泊系统水平和垂直两个方向的恢复力以及具有代表性的单根系泊缆静力等特性进行等效水深截断系统优化设计,以替代全水深系统进行混合模型试验。在使用混合离散变量模拟退火方法时提出了一种"接力棒"寻优方式,若每棒寻优结束后变量到达上限或者下限时,须扩大上限或缩小下限。以工作水深为320m的10万吨内转塔式系泊FPSO作为研究对象,其截断水深为80m进行等效水深截断系统优化设计计算。数值试验结果表明,截断系统设计是成功和有效的。

关键词：深海平台混合模型试验技术等效水深截断优化设计 FPSO

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基于混合模型试验技术的中等水深FPSO系统水动力性能研究

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船舶力学 2006年第5期10卷 1-10页

作者：张火明杨建民肖龙飞中国计量学院计算机应用研究所杭州310018 上海交通大学海洋工程国家重点实验室上海200030

对一工作水深为375m的中等水深FPSO系统的水动力性能进行了模型试验研究和数值计算。采用了混合模型试验技术进行等效水深截断系泊系统的模型试验并在时域中进行了数值重构计算。对试验和数值重构计算得出的水动力响应的统计值、功率谱... 详细信息

对一工作水深为375m的中等水深FPSO系统的水动力性能进行了模型试验研究和数值计算。采用了混合模型试验技术进行等效水深截断系泊系统的模型试验并在时域中进行了数值重构计算。对试验和数值重构计算得出的水动力响应的统计值、功率谱和RAO等进行了比较,结果显示两者符合得很好。最后,对全水深实际系泊系统的FPSO进行了时域数值模拟计算,预报了该FPSO系统在几种环境条件下的水动力响应情况。

关键词： FPSO 混合模型试验技术水动力性能转塔式系泊

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等效水深截断系统优化设计研究

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中国科学（G辑） 2009年第4期39卷 523-536页

作者：张火明孙志林杨建民高明正浙江大学水利与海洋工程系杭州310028 中国计量学院计量测试工程学院杭州310018 上海交通大学海洋工程国家重点实验室上海200030

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... 详细信息

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．

关键词：等效水深截断系统优化设计混合模型试验技术 FPSO 水动力响应模拟退火法复合形法

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深海海洋平台混合模型试验技术研究与进展

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中国海洋平台 2004年第5期19卷 1-6,19页

作者：张火明杨建民肖龙飞上海交通大学上海200030

简要回顾了深海海洋平台水动力模型试验技术研究进展情况,重点介绍了混合模型试验技术,最后对我国开展这方面的研究提出了一些建议。

关键词：深海平台混合模型试验技术海洋工程

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考虑静力特性相似的等效水深截断系统的优化设计

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中国造船 2007年第2期48卷 25-36页

作者：张火明杨建民肖龙飞中国计量学院计算机应用研究所浙江杭州310018 上海交通大学海洋工程国家重点实验室上海200030

主要考虑静力特性相似进行了深海平台混合模型试验中的等效水深截断系统优化设计研究。优化方法选用混合离散变量模拟退火法和离散复合形法,目标函数为截断系统和原系统的静力特性相似程度,通过选取适当的设计准则,能在一定程度上减小... 详细信息

主要考虑静力特性相似进行了深海平台混合模型试验中的等效水深截断系统优化设计研究。优化方法选用混合离散变量模拟退火法和离散复合形法,目标函数为截断系统和原系统的静力特性相似程度,通过选取适当的设计准则,能在一定程度上减小截断系统与全水深系统动力特性之间的差异。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。在计算锚泊系统静力特性时,先用四阶龙格库塔法求解单根锚泊线的静力特性,然后通过拉格朗日插值法求解总系泊系统的静力特性。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。以一个工作水深为320m的10万t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,截断系统设计是成功的。

关键词：船舶、舰船工程深海平台混合模型试验技术等效水深截断优化设计 FPSO

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等效水深截断系统模型试验结果可用性研究

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上海交通大学学报 2006年第6期40卷 1059-1063页

作者：张火明杨建民肖龙飞中国计量学院计算机应用研究所杭州310018 上海交通大学海洋工程国家重点实验室上海200030

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... 详细信息

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.

关键词：深海平台混合模型试验技术等效水深截断模型试验

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等效水深截断的深海平台混合模型试验方法研究

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海洋工程 2006年第4期24卷 1-7页

作者：张火明杨建民肖龙飞中国计量学院计算机应用研究所浙江杭州310018 上海交通大学海洋工程国家重点实验室上海200030

以工作水深为320 m的转塔式FPSO为例,研究了等效水深截断的混合模型试验方法。选择截断水深为160 m,先后进行了截断水深系统和全水深系统模型试验,并进行了相应截断水深试验的数值重构和全水深系统的数值计算。结果证明混合模型试验技... 详细信息

以工作水深为320 m的转塔式FPSO为例,研究了等效水深截断的混合模型试验方法。选择截断水深为160 m,先后进行了截断水深系统和全水深系统模型试验,并进行了相应截断水深试验的数值重构和全水深系统的数值计算。结果证明混合模型试验技术是切实可行的,可用于深海平台的模型试验。

关键词：深海平台混合模型试验技术等效水深截断

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混合模型试验等效水深截断系统优化设计研究

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海洋工程 2006年第2期24卷 7-13,20页

作者：张火明杨建民肖龙飞中国计量学院计算机应用研究所浙江杭州310018 上海交通大学海洋工程国家重点实验室上海200030

进行了深海海洋平台混合模型等效水深截断系统优化设计试验研究,优化方法选用混合离散变量模拟退火法,目标函数为截断系统和原系统的静力特性相似程度。以一个转塔式系泊浮式生产系统为例进行了等效水深截断系统优化设计计算。

关键词：深海平台混合模型试验技术混合离散变量模拟退火法优化设计

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