超强台风下大型导管架平台动力灾变模拟及损伤控制

结题报告

项目介绍

AI项目解读

基本信息

批准号：
51079159
项目类别：
面上项目
资助金额：
39.0万
负责人：
陈国明
依托单位：
中国石油大学（华东）
学科分类：
E1101.海岸工程与海洋工程
结题年份：
2013
批准年份：
2010
项目状态：
已结题
起止时间：
2011-01-01 至2013-12-31

项目参与者：
黄东升；畅元江；陈团海；鞠少栋；陈维杰；朱本瑞；高杰；
关键词：
损伤控制台风海洋平台动力灾变模拟倒塌模式

项目摘要

本课题面向固定式海洋石油平台的抗台风工程，系统开展超强台风作用下导.管架平台的倒塌机理与潜在风险研究，包括超强台风作用下导管架平台倒塌破坏机理研究、.平台台风动力灾变过程模拟技术研究、台风损伤控制技术研究三部分的内容。本课题试图.揭示超强台风下海洋导管架平台的动力灾变机理；致力于发展台风作用下大型导管架平台.灾变全过程的高效数值模拟技术；研究结构倒塌破坏模式的控制方法与技术，对平台结构.进行优化设计，使其整体倒塌失效模式具有可预见性与可控制性，尽量降低结构的倒塌失.效概率；针对我国南海海域特殊海洋环境条件和导管架平台结构特点，进行导管架平台抗.台风灾害设计。本课题研究将推动大型结构台风环境下安全评定与抗风灾设计理论的发展，.为我国大型导管架海洋平台的抗台风设计与安全运行提供理论与技术支持，降低台风等灾.害环境下海洋油气开采的风险性，具有良好的学术价值与工程应用前景。

结项摘要

本课题面向固定式海洋平台的抗台风工程，系统开展超强台风下导管架平台的倒塌机理与风险防控技术研究。基于风洞实验与CFD技术，对平台上部组块风场进行测试与模拟，开发导管架平台数字风洞系统，有效评估上部结构的风载；采用API模型与Stokes 5th波原理确立甲板上浪载荷峰值与上浪时程的计算方法；基于Pushover深入分析大型导管架平台在超强台风作用下极限承载能力与失效模式的内在关系；提出载荷序列增量分析(LSIA)法，用于极端波浪载荷作用下的导管架平台抗倒塌性能评估；进一步，考虑环境载荷动态特性，将结构非线性动力分析引入到平台极限状态评估中，发展了动力推覆分析(DPA)和载荷序列动力增量分析(LSIDA)方法，有效揭示了平台结构倒塌机制；建立导管架平台结构连续性倒塌仿真流程，基于APDL与ANSYS二次开发，解决极端动态风暴载荷在显式有限元中的精确计算与施加难题，采用LS/DYNA实现钢制导管架平台倒塌全过程的动态仿真；提出以台风载荷为验证载荷的在役海洋平台时变可靠性分析与更新模型，研究损伤极限承载能力比CQ和服役时间对更新效果的影响，开展导管架平台损伤评估与风险控制技术研究，基于全概率公式，率先建立极端环境载荷导管架平台系统的可靠性分析方法。课题相关研究成果可为我国大型导管架平台结构在灾变环境载荷下的安全评估与抗台设计提供理论依据。