當前,隨著海上油氣平臺壽命或采油活動結束,大批導管架結構將因閑置或廢棄而失去其原有價值;而隨著海上風電不斷向離岸深海挺進,導管架基礎的應用將越來越廣泛,但仍面臨施工維護成本高、水面利用率低等問題。與此同時,伴隨著海洋資源的不斷開發(fā)和利用,沿海的水產(chǎn)養(yǎng)殖空間資源被不斷壓縮,使得養(yǎng)殖密度不斷變大,進而導致了病害和污染等一系列問題。鑒于以上問題,將導管架結構和養(yǎng)殖網(wǎng)箱相結合,可以滿足不同海洋用途的協(xié)同增效發(fā)展。基于導管架結構的養(yǎng)殖網(wǎng)箱在海浪和洋流等海洋環(huán)境的作用下具有復雜響應,因此開展相關水動力特性研究具有重要意義。本文研究的主體結構為大跨度導管架結構,對該導管架結構及基于該導管架結構的養(yǎng)殖網(wǎng)箱的研究主要包括兩方面內(nèi)容,一是針對二者進行物理模型試驗,研究不同波況下結構的水平波浪力變化規(guī)律;二是利用有限單元法對二者進行數(shù)值模擬,研究波浪相位角、波浪力分量隨波浪參數(shù)的變化規(guī)律,并利用最小二乘法求解水動力系數(shù)。本文結構安排如下:首先,設計了導管架和整體網(wǎng)箱的物理模型,并通過波浪試驗研究了結構的水平波浪力受波浪周期、波高及入射角的影響。試驗結果表明,大跨度導管架結構對波浪周期的變化十分敏感,且隨波浪... 

【文章來源】：大連理工大學遼寧省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：65 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
1 緒論
    1.1 背景及意義
    1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 海上養(yǎng)殖網(wǎng)箱的研究現(xiàn)狀
        1.2.2 海上導管架結構研究現(xiàn)狀
    1.3 本文的主要內(nèi)容
2 基本理論
    2.1 波浪荷載理論基礎
    2.2 水動力系數(shù)分析方法
    2.3 小結
3 基于導管架結構的養(yǎng)殖網(wǎng)箱水動力特性試驗研究
    3.1 試驗模型設計
        3.1.1 導管架結構模型
        3.1.2 基于導管架結構的養(yǎng)殖網(wǎng)箱結構模型
    3.2 試驗設備、儀器及布置
        3.2.1 試驗設備及儀器
        3.2.2 試驗布置
    3.3 試驗組次及方法
        3.3.1 試驗組次
        3.3.2 試驗方法
    3.4 導管架基礎模型試驗結果處理與討論
    3.5 基于導管架結構的養(yǎng)殖網(wǎng)箱模型試驗結果處理與討論
    3.6 小結
4 基于導管架結構的養(yǎng)殖網(wǎng)箱水動力特性數(shù)模研究
    4.1 數(shù)值模型單元介紹
        4.1.1 PIPE59單元特性
        4.1.2 SHELL181單元特性
    4.2 有限元模型建立
        4.2.1 導管架有限元模型
        4.2.2 網(wǎng)衣有限元模型
        4.2.3 整體網(wǎng)箱模型
    4.3 數(shù)值分析初步
        4.3.1 波浪理論選取
        4.3.2 相位角搜索
        4.3.3 瞬態(tài)動力學分析
    4.4 導管架結構水動力系數(shù)計算結果與討論
        4.4.1 水動力系數(shù)計算流程
        4.4.2 導管架結構波浪力組成
        4.4.3 波浪作用下導管架水動力系數(shù)
    4.5 基于導管架結構的養(yǎng)殖網(wǎng)箱水動力系數(shù)計算結果與討論
        4.5.1 水動力系數(shù)計算流程
        4.5.2 基于導管架結構的養(yǎng)殖網(wǎng)箱波浪力組成
        4.5.3 波浪作用下網(wǎng)衣水動力系數(shù)
    4.6 小結
結論
參考文獻
攻讀碩士學位期間發(fā)表學術論文情況
致謝


【參考文獻】：
期刊論文
[1]海洋結構物小尺度樁柱的水動力系數(shù)研究與進展[J]. 劉貴杰,王清揚,田曉潔,謝迎春.  中國海洋大學學報(自然科學版). 2020(01)
[2]海上風電發(fā)展趨勢與國際標準化現(xiàn)狀[J]. 馮書桓,王斌,田維珍.  船舶標準化工程師. 2019(06)
[3]海洋牧場與海上風電融合發(fā)展:理念與展望[J]. 楊紅生,茹小尚,張立斌,林承剛.  中國科學院院刊. 2019(06)
[4]一種與采油平臺結合的新型波浪發(fā)電裝置[J]. 劉臻,范海文,燕浩然,趙環(huán)宇,楊萬昌,金吉元.  中國海洋大學學報(自然科學版). 2016(02)
[5]尼龍有結節(jié)菱形網(wǎng)片的水動力系數(shù)[J]. 陳鹿,周應祺,曹道梅,鄒曉榮,李玉偉,黃洪亮,劉健.  上海海洋大學學報. 2015(06)
[6]導管架桿件波浪力試驗研究[J]. 李紹武,張琳琳,夏陸軍.  水運工程. 2015(06)
[7]浮式鲆鰈類網(wǎng)箱在波流場中動態(tài)響應的數(shù)值模擬[J]. 崔勇,關長濤,萬榮,黃濱,李嬌,趙云鵬.  工程力學. 2015(03)
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碩士論文
[1]導管架海洋平臺集成OWC裝置運動響應分析[D]. 王昌.大連理工大學 2019
[2]導管架外加電流陰極保護系統(tǒng)關鍵技術研究[D]. 付志國.大連理工大學 2018
[3]“田”字形貝類筏式養(yǎng)殖設施的水動力特性研究[D]. 廖鵬.大連理工大學 2017
[4]導管架風機基礎加裝養(yǎng)殖網(wǎng)箱方案設計及力學性能分析[D]. 江俊杰.江蘇科技大學 2017
[5]海上風電機組四樁導管架支撐結構的動力響應分析[D]. 沙鑫.中國海洋大學 2014
[6]海上風機結構動力反應分析[D]. 陳法波.大連理工大學 2010



本文編號：3183512