臺(tái)風(fēng)/颶風(fēng)影響海區(qū)固定式平臺(tái)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)及服役期安全度風(fēng)險(xiǎn)分析
發(fā)布時(shí)間:2020-12-25 16:56
海洋平臺(tái)結(jié)構(gòu)是海洋油氣資源開發(fā)的基礎(chǔ)性設(shè)施,是海上生產(chǎn)作業(yè)和生活的基地。每年夏季臺(tái)風(fēng)、颶風(fēng)誘發(fā)的狂風(fēng)、巨浪等極端環(huán)境荷載都會(huì)給海洋平臺(tái)結(jié)構(gòu)帶來考驗(yàn);一旦發(fā)生事故,不僅會(huì)給國(guó)家?guī)砭薮蟮慕?jīng)濟(jì)損失和社會(huì)影響,其造成的海洋污染將是災(zāi)難性的。2005年Katrina颶風(fēng)導(dǎo)致美國(guó)墨西哥灣平臺(tái)倒塌的事故使我們認(rèn)識(shí)到:對(duì)極端環(huán)境荷載考量不足使得平臺(tái)標(biāo)高、設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)偏低;以及平臺(tái)老化導(dǎo)致的抗力衰減使其不能承受極端載荷的作用是此次事故中平臺(tái)大量倒塌的重要原因。為達(dá)到減小環(huán)境荷載設(shè)計(jì)風(fēng)險(xiǎn),了解和掌握服役期平臺(tái)可靠度的目的,本文做了以下三點(diǎn)創(chuàng)新性工作:●本文結(jié)合復(fù)合極值分布理論,提出了海洋環(huán)境荷載參數(shù)設(shè)計(jì)風(fēng)險(xiǎn)概念和海洋平臺(tái)標(biāo)高求解法。對(duì)因極值模型、取樣方法、取樣區(qū)間、參數(shù)求解方法等方面存在的各種不確定性而導(dǎo)致的設(shè)計(jì)風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行了探討;并使用了多維復(fù)合極值分布模式,對(duì)天文大潮、風(fēng)暴潮、波高各因素同時(shí)出現(xiàn)的極端海況進(jìn)行了概率預(yù)測(cè),并用于平臺(tái)標(biāo)高的確定。●海洋平臺(tái)的構(gòu)件缺陷、機(jī)械損傷、疲勞和裂紋擴(kuò)展的損傷積累等不利因素都將導(dǎo)致平臺(tái)整體抗力的衰減、影響結(jié)構(gòu)的服役安全度和耐久性。因此基于時(shí)變可靠度理論的海洋平臺(tái)風(fēng)險(xiǎn)分析具有...
【文章來源】:中國(guó)海洋大學(xué)山東省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁(yè)數(shù)】:170 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:博士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
第一章 緒論
1.1 研究背景及意義
1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
1.2.1 極值理論介紹
1.2.2 可靠度理論
1.2.3 時(shí)變可靠度研究現(xiàn)狀
1.2.4 災(zāi)害分區(qū)及預(yù)測(cè)
1.3 本文研究目的與研究?jī)?nèi)容
1.3.1 課題來源
1.3.2 研究目的
1.3.3 研究?jī)?nèi)容及論文結(jié)構(gòu)
1.4 創(chuàng)新點(diǎn)
1.4.1 主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)
參考文獻(xiàn)
第二章 Ktrania颶風(fēng)平臺(tái)倒塌事故分析總結(jié)
2.1 引言
2.2 Ktrania及Rita颶風(fēng)造成平臺(tái)倒塌事故分析
2.2.1 颶風(fēng)簡(jiǎn)介
2.2.2 損毀平臺(tái)數(shù)量
2.2.3 損毀平臺(tái)區(qū)域
2.2.4 損毀平臺(tái)安裝年代
2.2.5 損毀平臺(tái)等級(jí)
2.3 颶風(fēng)影響海區(qū)固定式平臺(tái)失效概率計(jì)算
2.4 本章小結(jié)
參考文獻(xiàn)
第三章 海洋平臺(tái)設(shè)計(jì)風(fēng)險(xiǎn)與環(huán)境載荷的不確定性分析
3.1 引言
3.2 常用的概率分布簡(jiǎn)介
3.2.1 極值Ⅰ型(Gumbel分布)
3.2.2 極值Ⅲ型(Weibull分布)
3.2.3 皮爾遜Ⅲ型分布(P-Ⅲ分布)
3.2.4 閾值法(POT)
3.2.5 復(fù)合極值(CEVD)
3.3 極值模型不確定性分析
3.3.1 擬合優(yōu)度檢驗(yàn)
3.3.2 置信區(qū)間
3.3.3 三種極值分布比較分析
3.4 取樣不確定性分析
3.4.1 不同模型取樣的不確定性分析
3.4.2 取樣區(qū)間選擇的不確定性分析
3.4.3 取樣區(qū)間不確定性原因分析及對(duì)策
3.5 模型參數(shù)求解的不確定性分析
3.5.1 矩法
3.5.2 極大似然法
3.5.3 最小二乘法
3.5.4 算例
3.6 環(huán)境荷載的整體不確定性分析
3.7 本章小結(jié)
參考文獻(xiàn)
第四章 多元復(fù)合極值分布在平臺(tái)設(shè)計(jì)優(yōu)化中的應(yīng)用
4.1 引言
4.2 多元復(fù)合極值分布理論簡(jiǎn)介
4.2.1 多元極值理論
4.2.2 三元Nested-Logistic模型
4.2.3 Poisson-Nested Logistic復(fù)合極值分布模型(PNLTCEVD)
4.3 復(fù)合極值分布在甲板標(biāo)高設(shè)計(jì)中的應(yīng)用
4.3.1 甲板波浪力作用機(jī)理
4.3.2 甲板標(biāo)高研究進(jìn)展
4.3.3 基于復(fù)合極值分布的甲板標(biāo)高計(jì)算
4.4 本章小結(jié)
參考文獻(xiàn)
第五章 海洋平臺(tái)結(jié)構(gòu)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估理論
5.1 結(jié)構(gòu)可靠度基本理論
5.2 結(jié)構(gòu)可靠度評(píng)估方法
5.3 隨機(jī)模擬技術(shù)在平臺(tái)可靠度計(jì)算中的應(yīng)用
5.3.1 臺(tái)風(fēng)影響海區(qū)固定式平臺(tái)失效模式
5.3.2 Monte-Carlo方法
5.3.3 Monte-Carlo法積分的原理
5.3.4 重點(diǎn)抽樣法
5.3.5 失效概率的求解
5.3.6 ISPUD在平臺(tái)失效概率計(jì)算中的應(yīng)用
5.4 結(jié)構(gòu)時(shí)變可靠度
5.5 結(jié)構(gòu)時(shí)變可靠度的分析方法
5.5.1 基本思路
5.5.2 衰減函數(shù)模型的方法
5.5.3 基于穿閥率理論的界限法
5.5.4 Monte Carlo方法
5.6 本章小結(jié)
參考文獻(xiàn)
第六章 固定式平臺(tái)服役期風(fēng)險(xiǎn)分析
6.1 有限元計(jì)算模型及荷載計(jì)算
6.2 海洋環(huán)境荷載基本特征
6.2.1 波浪荷載計(jì)算
6.2.2 風(fēng)荷載
6.2.3 海流荷載計(jì)算
6.3 服役平臺(tái)極限承載力時(shí)變分析
6.3.1 初始平臺(tái)的極限承載力分析
6.3.2 考慮腐蝕后平臺(tái)承載力計(jì)算
6.4 基于BAYEIAN理論的海洋環(huán)境時(shí)變模型
6.4.1 貝葉斯理論定義及概念
6.4.2 重現(xiàn)期特征值的貝葉斯估計(jì)
6.4.3 隨機(jī)變量分布參數(shù)統(tǒng)計(jì)的貝葉斯估計(jì)
6.4.4 基于貝葉斯理論的環(huán)境荷載的時(shí)變分析
6.5 海生物生長(zhǎng)對(duì)環(huán)境荷載影響
6.6 固定式平臺(tái)服役期安全度計(jì)算
6.6.1 極限狀態(tài)方程
6.6.2 環(huán)境荷載響應(yīng)及參數(shù)求解
6.6.3 服役平臺(tái)時(shí)變可靠度
本章小結(jié)
參考文獻(xiàn)
第七章 中國(guó)海區(qū)臺(tái)風(fēng)災(zāi)害區(qū)劃及環(huán)境變化趨勢(shì)分析
7.1 海域分區(qū)研究的意義
7.2 基于復(fù)合極值分布理論的中國(guó)海區(qū)臺(tái)風(fēng)災(zāi)害區(qū)劃
7.3 灰色馬爾科夫在環(huán)境變化趨勢(shì)中的應(yīng)用
7.3.1 馬爾可夫鏈的定義
7.3.2 基于絕對(duì)分布的馬爾可夫鏈預(yù)測(cè)模型及應(yīng)用
7.3.3 疊加馬爾可夫鏈預(yù)測(cè)模型及應(yīng)用
7.3.4 加權(quán)馬爾可夫鏈預(yù)測(cè)模型及應(yīng)用
7.4 灰色馬爾可夫預(yù)測(cè)模型在臺(tái)風(fēng)強(qiáng)度變化趨勢(shì)中的應(yīng)用
7.4.1 灰色模型的建立
7.4.2 灰色模型的改進(jìn)
7.4.3 灰色馬爾可夫預(yù)測(cè)模型在未來臺(tái)風(fēng)強(qiáng)度預(yù)測(cè)中的應(yīng)用
7.5 本章小結(jié)
參考文獻(xiàn)
第八章 總結(jié)與展望
8.1 主要工作總結(jié)
8.2 進(jìn)一步研究工作展望
攻讀博士學(xué)位期間發(fā)表(錄用)的論文
個(gè)人簡(jiǎn)歷
在學(xué)期間參與的研究項(xiàng)目
在學(xué)期間所獲榮譽(yù)
致謝
本文編號(hào):2938044
【文章來源】:中國(guó)海洋大學(xué)山東省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁(yè)數(shù)】:170 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:博士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
第一章 緒論
1.1 研究背景及意義
1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
1.2.1 極值理論介紹
1.2.2 可靠度理論
1.2.3 時(shí)變可靠度研究現(xiàn)狀
1.2.4 災(zāi)害分區(qū)及預(yù)測(cè)
1.3 本文研究目的與研究?jī)?nèi)容
1.3.1 課題來源
1.3.2 研究目的
1.3.3 研究?jī)?nèi)容及論文結(jié)構(gòu)
1.4 創(chuàng)新點(diǎn)
1.4.1 主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)
參考文獻(xiàn)
第二章 Ktrania颶風(fēng)平臺(tái)倒塌事故分析總結(jié)
2.1 引言
2.2 Ktrania及Rita颶風(fēng)造成平臺(tái)倒塌事故分析
2.2.1 颶風(fēng)簡(jiǎn)介
2.2.2 損毀平臺(tái)數(shù)量
2.2.3 損毀平臺(tái)區(qū)域
2.2.4 損毀平臺(tái)安裝年代
2.2.5 損毀平臺(tái)等級(jí)
2.3 颶風(fēng)影響海區(qū)固定式平臺(tái)失效概率計(jì)算
2.4 本章小結(jié)
參考文獻(xiàn)
第三章 海洋平臺(tái)設(shè)計(jì)風(fēng)險(xiǎn)與環(huán)境載荷的不確定性分析
3.1 引言
3.2 常用的概率分布簡(jiǎn)介
3.2.1 極值Ⅰ型(Gumbel分布)
3.2.2 極值Ⅲ型(Weibull分布)
3.2.3 皮爾遜Ⅲ型分布(P-Ⅲ分布)
3.2.4 閾值法(POT)
3.2.5 復(fù)合極值(CEVD)
3.3 極值模型不確定性分析
3.3.1 擬合優(yōu)度檢驗(yàn)
3.3.2 置信區(qū)間
3.3.3 三種極值分布比較分析
3.4 取樣不確定性分析
3.4.1 不同模型取樣的不確定性分析
3.4.2 取樣區(qū)間選擇的不確定性分析
3.4.3 取樣區(qū)間不確定性原因分析及對(duì)策
3.5 模型參數(shù)求解的不確定性分析
3.5.1 矩法
3.5.2 極大似然法
3.5.3 最小二乘法
3.5.4 算例
3.6 環(huán)境荷載的整體不確定性分析
3.7 本章小結(jié)
參考文獻(xiàn)
第四章 多元復(fù)合極值分布在平臺(tái)設(shè)計(jì)優(yōu)化中的應(yīng)用
4.1 引言
4.2 多元復(fù)合極值分布理論簡(jiǎn)介
4.2.1 多元極值理論
4.2.2 三元Nested-Logistic模型
4.2.3 Poisson-Nested Logistic復(fù)合極值分布模型(PNLTCEVD)
4.3 復(fù)合極值分布在甲板標(biāo)高設(shè)計(jì)中的應(yīng)用
4.3.1 甲板波浪力作用機(jī)理
4.3.2 甲板標(biāo)高研究進(jìn)展
4.3.3 基于復(fù)合極值分布的甲板標(biāo)高計(jì)算
4.4 本章小結(jié)
參考文獻(xiàn)
第五章 海洋平臺(tái)結(jié)構(gòu)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估理論
5.1 結(jié)構(gòu)可靠度基本理論
5.2 結(jié)構(gòu)可靠度評(píng)估方法
5.3 隨機(jī)模擬技術(shù)在平臺(tái)可靠度計(jì)算中的應(yīng)用
5.3.1 臺(tái)風(fēng)影響海區(qū)固定式平臺(tái)失效模式
5.3.2 Monte-Carlo方法
5.3.3 Monte-Carlo法積分的原理
5.3.4 重點(diǎn)抽樣法
5.3.5 失效概率的求解
5.3.6 ISPUD在平臺(tái)失效概率計(jì)算中的應(yīng)用
5.4 結(jié)構(gòu)時(shí)變可靠度
5.5 結(jié)構(gòu)時(shí)變可靠度的分析方法
5.5.1 基本思路
5.5.2 衰減函數(shù)模型的方法
5.5.3 基于穿閥率理論的界限法
5.5.4 Monte Carlo方法
5.6 本章小結(jié)
參考文獻(xiàn)
第六章 固定式平臺(tái)服役期風(fēng)險(xiǎn)分析
6.1 有限元計(jì)算模型及荷載計(jì)算
6.2 海洋環(huán)境荷載基本特征
6.2.1 波浪荷載計(jì)算
6.2.2 風(fēng)荷載
6.2.3 海流荷載計(jì)算
6.3 服役平臺(tái)極限承載力時(shí)變分析
6.3.1 初始平臺(tái)的極限承載力分析
6.3.2 考慮腐蝕后平臺(tái)承載力計(jì)算
6.4 基于BAYEIAN理論的海洋環(huán)境時(shí)變模型
6.4.1 貝葉斯理論定義及概念
6.4.2 重現(xiàn)期特征值的貝葉斯估計(jì)
6.4.3 隨機(jī)變量分布參數(shù)統(tǒng)計(jì)的貝葉斯估計(jì)
6.4.4 基于貝葉斯理論的環(huán)境荷載的時(shí)變分析
6.5 海生物生長(zhǎng)對(duì)環(huán)境荷載影響
6.6 固定式平臺(tái)服役期安全度計(jì)算
6.6.1 極限狀態(tài)方程
6.6.2 環(huán)境荷載響應(yīng)及參數(shù)求解
6.6.3 服役平臺(tái)時(shí)變可靠度
本章小結(jié)
參考文獻(xiàn)
第七章 中國(guó)海區(qū)臺(tái)風(fēng)災(zāi)害區(qū)劃及環(huán)境變化趨勢(shì)分析
7.1 海域分區(qū)研究的意義
7.2 基于復(fù)合極值分布理論的中國(guó)海區(qū)臺(tái)風(fēng)災(zāi)害區(qū)劃
7.3 灰色馬爾科夫在環(huán)境變化趨勢(shì)中的應(yīng)用
7.3.1 馬爾可夫鏈的定義
7.3.2 基于絕對(duì)分布的馬爾可夫鏈預(yù)測(cè)模型及應(yīng)用
7.3.3 疊加馬爾可夫鏈預(yù)測(cè)模型及應(yīng)用
7.3.4 加權(quán)馬爾可夫鏈預(yù)測(cè)模型及應(yīng)用
7.4 灰色馬爾可夫預(yù)測(cè)模型在臺(tái)風(fēng)強(qiáng)度變化趨勢(shì)中的應(yīng)用
7.4.1 灰色模型的建立
7.4.2 灰色模型的改進(jìn)
7.4.3 灰色馬爾可夫預(yù)測(cè)模型在未來臺(tái)風(fēng)強(qiáng)度預(yù)測(cè)中的應(yīng)用
7.5 本章小結(jié)
參考文獻(xiàn)
第八章 總結(jié)與展望
8.1 主要工作總結(jié)
8.2 進(jìn)一步研究工作展望
攻讀博士學(xué)位期間發(fā)表(錄用)的論文
個(gè)人簡(jiǎn)歷
在學(xué)期間參與的研究項(xiàng)目
在學(xué)期間所獲榮譽(yù)
致謝
本文編號(hào):2938044
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