發(fā)布時間：2020-10-24 12:41

　　 柔性抗冰導(dǎo)管架平臺冰激振動問題嚴重,已經(jīng)威脅到平臺的安全生產(chǎn)和工作人員的身心健康,必須采取合理有效的控制手段加以抑制。在土木工程領(lǐng)域,振動控制策略在理論和應(yīng)用等方面都已經(jīng)發(fā)展的很成熟,對海洋結(jié)構(gòu)的冰激振動抑制有很好的借鑒意義。作者基于明確的海洋平臺冰激振動特點,以及大量的現(xiàn)場原型實測數(shù)據(jù),結(jié)合經(jīng)典的隔振、吸振理論,論述了破冰錐體、隔振錐體、端部隔振、調(diào)諧質(zhì)量阻尼器(TMD: Tuned Mass Damper)四種控制策略在導(dǎo)管架抗冰平臺冰激振動抑制領(lǐng)域的有效性及各自的適用性。 現(xiàn)場監(jiān)測數(shù)據(jù)顯示,渤海導(dǎo)管架平臺結(jié)構(gòu)偏柔性,其基頻與海冰破碎頻率相接近,故在海冰作用下平臺冰激振動的大部分能量通常集中在平臺結(jié)構(gòu)的一階固有頻率上,并且模態(tài)分析顯示平臺的冰激振動通常以一階平動為主,因此,為了更加清晰地表述振動控制原理,導(dǎo)管架海洋平臺可以簡化為單自由度模型,在此基礎(chǔ)上,平臺與不同類型的振動抑制設(shè)備結(jié)合后可以相應(yīng)簡化為單自由度或者兩自由度模型系統(tǒng)。據(jù)此原理,本文首先介紹了上述幾種控制策略相應(yīng)的力學(xué)模型及動力學(xué)方程,并詳細闡述了不同模型的力學(xué)原理及物理意義,其中重點對TMD的原理進行了相位解釋,然后選取NP1-29、JZ9-3WHPB、JZ20-2MUQ三座不同類型且具有代表性的導(dǎo)管架平臺,應(yīng)用數(shù)值方法對各平臺進行了穩(wěn)態(tài)冰荷載及隨機冰荷載作用下各控制策略的減振效果分析,通過對加控前后數(shù)值計算結(jié)果的對比,首先確定了各種減振策略的有效性及對不同類型平臺的效果,然后結(jié)合各自減振原理及平臺結(jié)構(gòu)特點對每種策略的優(yōu)缺點及適用性進行了分析,并最終確定了各控制策略的適用范圍。
【學(xué)位單位】：大連理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2010
【中圖分類】：P751;P731.15
【部分圖文】：

超過勝利油田，建設(shè)成為繼大慶油田之后的第二大油田【’一2]。 Fig.1.1DistributionofBohai011fieldsFig.圖1.2渤海海冰警報 2SeaieewamingintheBohaisea但是，渤海是我國緯度最高的海區(qū)，處于北半球結(jié)冰海域的邊緣，加上渤海系半封閉內(nèi)海、入海河流多，形成了既有海水冰又有淡水冰的環(huán)境條件。每年的1、2月份渤海沿岸固定冰分布范圍達10km，某些淺灘區(qū)甚至達到20km左右，河口冰的最大堆積高度可達3一sm，如果在重冰年，冰情將會嚴重得多，甚至形成冰災(zāi)。渤海歷史上有記載的曾發(fā)生過三次大的冰封:第一次1935一1936年，第二次是在間隔11年之后1946一1947年，第三次是在間隔21年之后的1968一1969年

言抗冰平臺冰激振動抑制研究背景渤海冰情介紹海是我國重要的海上油氣開采基地，探明石油資源量7.67、10，’kg，天然.oxlo”m3，己建成的固定油氣生產(chǎn)平臺占全國同類平臺總數(shù)的90%以上，開發(fā)潛力巨大。從1958年開始對渤海油氣資源進行勘探開發(fā)至今，海上成并投產(chǎn)的油氣田有:堤北油田、渤中油田群、渤西油田群、渤南油田群析油氣田、錦州9一3油田、綏中36一1油田、秦皇島32一6油田、蓬萊19一島油田、遼河葵花島油田、大港灘海油田、南堡油田等數(shù)十·座油氣田，年10，”kg以上，油氣當(dāng)量近3.0、l護m，。在二十一世紀的第二個十年里渤海油利油田，建設(shè)成為繼大慶油田之后的第二大油田【’一2]。

最大40cm;渤海灣最大浮冰范圍20一一30km，一般冰厚1于0cm;萊州灣最大浮冰范圍3任一40km，一般冰厚5一15em，最大30cm。環(huán)渤海灣各港口均受到不同程度冰封，臨海區(qū)域經(jīng)濟遭受重創(chuàng)14一5]。海冰對導(dǎo)管架平臺的危害了對港口作業(yè)，交通運輸?shù)挠绊懼�，隨洋流和潮汐向海面不斷擴散的大、航標(biāo)、油氣開采平臺等海上結(jié)構(gòu)物的威脅同樣巨大，歷史上國內(nèi)外都發(fā)在海冰作用下倒塌或破壞的事故，如1963年美國庫克灣兩座簡易平臺被紀70年代芬蘭波斯尼亞灣多座燈塔被流冰推倒;1969年渤海冬季冰封期間平臺在海冰的巨大推力下倒塌卜9]等。從這些事故中，人們己經(jīng)逐漸認識性，并己將冰荷載列為寒區(qū)海洋結(jié)構(gòu)設(shè)計時需要重點考慮的載荷形式。管架式海洋平臺是我國渤海油田主要在役平臺類型〔’0]，但由于海冰的存在生產(chǎn)在冬季服役期受到嚴重威脅，由于渤海高緯度和低深度的特點，冰荷越風(fēng)、浪荷載成為渤海結(jié)構(gòu)設(shè)計的控制荷載。圖1.3和圖1.4為渤海平臺
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本文編號：2854482