柔性抗冰導(dǎo)管架平臺(tái)冰激振動(dòng)問題嚴(yán)重,已經(jīng)威脅到平臺(tái)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(dòng)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(duì)海洋結(jié)構(gòu)的冰激振動(dòng)抑制有很好的借鑒意義。作者基于明確的海洋平臺(tái)冰激振動(dòng)特點(diǎn),以及大量的現(xiàn)場(chǎng)原型實(shí)測(cè)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(tái)冰激振動(dòng)抑制領(lǐng)域的有效性及各自的適用性。 現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)顯示,渤海導(dǎo)管架平臺(tái)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(tái)冰激振動(dòng)的大部分能量通常集中在平臺(tái)結(jié)構(gòu)的一階固有頻率上,并且模態(tài)分析顯示平臺(tái)的冰激振動(dòng)通常以一階平動(dòng)為主,因此,為了更加清晰地表述振動(dòng)控制原理,導(dǎo)管架海洋平臺(tái)可以簡(jiǎn)化為單自由度模型,在此基礎(chǔ)上,平臺(tái)與不同類型的振動(dòng)抑制設(shè)備結(jié)合后可以相應(yīng)簡(jiǎn)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(dòng)力學(xué)方程,并詳細(xì)闡述了不同模型的力學(xué)原理及物理意義,其中重點(diǎn)對(duì)TMD的原理進(jìn)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(tái),應(yīng)用數(shù)值方法對(duì)各平臺(tái)進(jìn)行了穩(wěn)態(tài)冰荷載及隨機(jī)冰荷載作用下各控制策略的減振效果分析,通過對(duì)加控前后數(shù)值計(jì)算結(jié)果的對(duì)比,首先確定了各種減振策略的有效性及對(duì)不同類型平臺(tái)的效果,然后結(jié)合各自減振原理及平臺(tái)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)對(duì)每種策略的優(yōu)缺點(diǎn)及適用性進(jìn)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(jí)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(bào) 2SeaieewamingintheBohaisea但是，渤海是我國(guó)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(dá)10km，某些淺灘區(qū)甚至達(dá)到20km左右，河口冰的最大堆積高度可達(dá)3一sm，如果在重冰年，冰情將會(huì)嚴(yán)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(tái)冰激振動(dòng)抑制研究背景渤海冰情介紹海是我國(guó)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(tái)占全國(guó)同類平臺(tái)總數(shù)的90%以上，開發(fā)潛力巨大。從1958年開始對(duì)渤海油氣資源進(jìn)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(hù)m，。在二十一世紀(jì)的第二個(gè)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(jì)遭受重創(chuàng)14一5]。海冰對(duì)導(dǎo)管架平臺(tái)的危害了對(duì)港口作業(yè)，交通運(yùn)輸?shù)挠绊懼�，隨洋流和潮汐向海面不斷擴(kuò)散的大、航標(biāo)、油氣開采平臺(tái)等海上結(jié)構(gòu)物的威脅同樣巨大，歷史上國(guó)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(guó)庫(kù)克灣兩座簡(jiǎn)易平臺(tái)被紀(jì)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(tái)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(rèn)識(shí)性，并己將冰荷載列為寒區(qū)海洋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)需要重點(diǎn)考慮的載荷形式。管架式海洋平臺(tái)是我國(guó)渤海油田主要在役平臺(tái)類型〔’0]，但由于海冰的存在生產(chǎn)在冬季服役期受到嚴(yán)重威脅，由于渤海高緯度和低深度的特點(diǎn)，冰荷越風(fēng)、浪荷載成為渤海結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的控制荷載。圖1.3和圖1.4為渤海平臺(tái)
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本文編號(hào)：2854482