【正文】 準(zhǔn)確邊界運(yùn)動(dòng)條件和立管隨機(jī)參數(shù)激勵(lì)的表達(dá)式。 研究目標(biāo) ● 揭示立管隨機(jī)振動(dòng)失穩(wěn)機(jī)理 給出海洋立管隨機(jī)參數(shù)激勵(lì)振動(dòng)的動(dòng)力學(xué)特性，揭示立管隨機(jī)參數(shù)激勵(lì)振動(dòng)失穩(wěn)的機(jī)理，提出深海立管振動(dòng)失穩(wěn)的判別條件。 ● 深海立管參數(shù)激勵(lì) 渦激耦合振動(dòng)特性研究 考慮平臺(tái)規(guī)則升沉和隨機(jī)升沉運(yùn)動(dòng)，針對(duì)簡(jiǎn)諧參數(shù)激勵(lì)和隨機(jī)參數(shù)激勵(lì)與渦激振動(dòng)耦合，分別研究簡(jiǎn)諧參數(shù)激勵(lì) 渦激耦合動(dòng)力特性、隨機(jī)參數(shù)激勵(lì) 渦激耦合動(dòng)力特性。已有的研究工作大都把三種形式的激勵(lì)分開討論，未考慮參數(shù)激勵(lì)的存在對(duì)立管受迫振動(dòng)和渦激振動(dòng)時(shí)的影響，這與實(shí)際的海洋環(huán)境是不符的。參數(shù)共振會(huì)導(dǎo)致立管振動(dòng)幅值過大，產(chǎn)生疲勞破壞。 五、深海立管參激 渦激振動(dòng)及疲勞研究 惰性 S立管 五、深海立管參激 渦激振動(dòng)及疲勞研究 惰性 S形立管 惰性波形立管 陡峭波形立管 陡峭 S形立管 頂張力立管 五、深海立管參激 渦激振動(dòng)及疲勞研究 TTRs立管存在的主要科學(xué)問題 海洋立管下端通過萬向節(jié)與海底井口連接，上端與平臺(tái)或船舶底部的滑移節(jié)配合： 作用在立管上的載荷 ● 誘導(dǎo)載荷 浮體運(yùn)動(dòng)：立管頂端浮體運(yùn)動(dòng)載荷施加在立管，這為浮體運(yùn)動(dòng)誘導(dǎo)載荷。 典型立管系統(tǒng)主要包括：管道、浮體與井口之間的接口設(shè)備、部件、輔助件。 ● 海上風(fēng)力發(fā)電 研究新型海上風(fēng)電機(jī)組支撐結(jié)構(gòu)載荷及強(qiáng)度分析方法；海上風(fēng)電設(shè)備安裝施工技術(shù)與裝備；海上風(fēng)電機(jī)組支撐結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)荷載條件、最優(yōu)結(jié)構(gòu)形式與設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)；海上風(fēng)電機(jī)組荷載與環(huán)境荷載的組合方法；海上風(fēng)電機(jī)組浮式基礎(chǔ)的結(jié)構(gòu)形式、分析模型及計(jì)算方法；研究海上風(fēng)電機(jī)組減災(zāi)防災(zāi)以及運(yùn)行安全技術(shù)；海上風(fēng)電機(jī)組全壽命安全評(píng)估理論與方法。 四、海洋工程領(lǐng)域的前沿研究方向 ● 深?？臻g站 研究深海空間站頂層設(shè)計(jì)與總體優(yōu)化技術(shù)；深海空間站超大潛深結(jié)構(gòu)技術(shù)研究；深?？臻g站水動(dòng)力性能優(yōu)化與綜合預(yù)報(bào)技術(shù)；深?？臻g站潛器搭載與收放技術(shù)；深海空間站站載系統(tǒng)研究等。 ● 風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估的理論研究 研究海洋結(jié)構(gòu)物重大災(zāi)難性事故統(tǒng)計(jì)及發(fā)生的概率分析；海洋結(jié)構(gòu)物風(fēng)險(xiǎn)概率與損失模型；海洋結(jié)構(gòu)物風(fēng)險(xiǎn)決策模型；海洋結(jié)構(gòu)物工程保險(xiǎn)精算研究；船舶與海洋結(jié)構(gòu)物災(zāi)害性事故中人因失效模式及影響分析；基于風(fēng)險(xiǎn)的海洋結(jié)構(gòu)物的損傷檢測(cè)、診斷、險(xiǎn)情預(yù)報(bào)、維修和報(bào)廢決策等。 ● 海洋結(jié)構(gòu)物局部非線性動(dòng)力響應(yīng) 研究海洋結(jié)構(gòu)物局部強(qiáng)非線性振動(dòng)和響應(yīng)預(yù)報(bào)理論，包括艏艉砰擊載荷、甲板上浪及其載荷、波浪爬升等。隨機(jī)載荷作用下的疲勞裂紋擴(kuò)展壽命預(yù)報(bào)方法；隨機(jī)載荷譜及疲勞載荷譜標(biāo)準(zhǔn)化研究；深海柔性立管疲勞特性的預(yù)報(bào)與實(shí)驗(yàn)研究；纜索結(jié)構(gòu)在復(fù)雜海洋環(huán)境載荷作用下的疲勞特性預(yù)報(bào)及實(shí)驗(yàn)研究等。 四、海洋工程領(lǐng)域的前沿研究方向 ● 船舶與海洋結(jié)構(gòu)物極限承載能力研究 研究結(jié)構(gòu)極限狀態(tài)下逐步倒塌的非線性仿真技術(shù)；結(jié)構(gòu)總體屈曲和局部屈曲的相互作用分析；焊接殘余應(yīng)力對(duì)極限強(qiáng)度影響；制造加工變形的隨機(jī)特性對(duì)極限強(qiáng)度的影響；腐蝕對(duì)極限強(qiáng)度的影響；含裂紋結(jié)構(gòu)的極限強(qiáng)度分析；局部損傷結(jié)構(gòu)（比如凹陷）對(duì)極限強(qiáng)度影響的分析技術(shù)。 ● 基于 CFD和結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)的海洋結(jié)構(gòu)物水彈性響應(yīng)分析理論研究 ● 復(fù)雜、災(zāi)害性深海環(huán)境模擬理論與方法 研究內(nèi)容包括：奇異波與碎波等模擬理論與方法；任意主方向短峰波、雙峰譜短峰波、奇異波疊加短峰波等不規(guī)則波模擬理論與方法；分層流、內(nèi)波模擬理論與方法；均勻穩(wěn)定深水流、剪切深水流、高速表層流等模擬理論與方法；非定常風(fēng)場(chǎng)模擬理論與方法。 ● 浮式生產(chǎn)儲(chǔ)卸油系統(tǒng)（ FPSO）水動(dòng)力性能 研究 FPSO與單點(diǎn)系泊系統(tǒng)的耦合水動(dòng)力分析； FPSO甲板上浪與砰擊等特殊水動(dòng)力性能；淺水 FPSO系統(tǒng)水動(dòng)力性能；單點(diǎn)系泊 FPSO水平面運(yùn)動(dòng)與穩(wěn)定性分析等。 4）全尺度船舶與海洋結(jié)構(gòu)物復(fù)雜流動(dòng)問題的大規(guī)模并行數(shù)值計(jì)算仿真，主要是針對(duì)實(shí)船、船 槳 附體、超大型海上浮體和平臺(tái)的流場(chǎng)數(shù)值模擬和水動(dòng)力性能預(yù)報(bào)。 5）船舶與海洋浮體非線性響應(yīng)試驗(yàn)技術(shù)的研究，包括非線性海洋環(huán)境的模擬技術(shù)，船舶與海洋浮體整體與局部非線性響應(yīng)的測(cè)試技術(shù)等。 海洋結(jié)構(gòu)物強(qiáng)度與可靠性研究 （ 1）船舶與海洋結(jié)構(gòu)物極限承載能力 ； （ 2）海洋結(jié)構(gòu)物全壽命周期分析設(shè)計(jì)方法； （ 3）新型復(fù)合材料結(jié)構(gòu)強(qiáng)度與設(shè)計(jì) ； （ 4）基于可靠性和風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估技術(shù)的結(jié)構(gòu)分析方法 . 四、海洋工程領(lǐng)域的前沿研究方向 船舶與海洋工程水動(dòng)學(xué)領(lǐng)域 船舶與海洋工程水動(dòng)力學(xué)是研究海洋平臺(tái)（航行體 /結(jié)構(gòu)物）在復(fù)雜海洋環(huán)境條件下的流動(dòng)現(xiàn)象、預(yù)報(bào)和控制海洋平臺(tái)的非線性／動(dòng)態(tài)載荷與響應(yīng)的基礎(chǔ)性研究科學(xué)，是流體動(dòng)力學(xué)的重要分支領(lǐng)域。該方面的研究主要包括： （ 1）極限海洋環(huán)境的數(shù)理描述； （ 2）極限海洋環(huán)境與結(jié)構(gòu)物的作用機(jī)理； （ 3）復(fù)雜海洋水聲環(huán)境效應(yīng)規(guī)律。 二、海洋工程的前沿技術(shù)問題 Spread mooring 單點(diǎn)系泊 深海平臺(tái)系泊 二、海洋工程的前沿技術(shù)問題 (4)水下工程與技術(shù) 本研究方向主要分為潛水器、深海空間站等。 ● 深海裝備的海上安裝技術(shù) 海上運(yùn)輸或拖航、平臺(tái)主體安裝、平臺(tái)上部模塊安裝、深海系泊系統(tǒng)安裝、立管系統(tǒng)安裝、水下生產(chǎn)系統(tǒng)安裝關(guān)鍵技術(shù)等。進(jìn)入發(fā)射位置后 ,浮筒中灌入大量海水 ,排水量也會(huì)達(dá)到 ,可以確保發(fā)射時(shí)的穩(wěn)定性。其研發(fā)的海洋工程開發(fā)裝備等是船舶工業(yè)的重要高端產(chǎn)品之一。 海洋工程學(xué)科的戰(zhàn)略地位體現(xiàn)在三個(gè)方面： （ 1）支撐海洋油氣資源開發(fā)、維護(hù)國家能源安全 我國擁有 300萬平方公里海疆，油氣資源十分豐富。開發(fā)海洋已經(jīng)形成了多產(chǎn)業(yè)組成的海洋經(jīng)濟(jì)體系，海洋資源的進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)、開發(fā)和利用，對(duì)于我國的長期可持續(xù)發(fā)展，具有越來越重要的戰(zhàn)略意義。世界各國紛紛將開發(fā)海洋、發(fā)展海洋經(jīng)濟(jì)和海洋產(chǎn)業(yè)作為國家發(fā)展的重要戰(zhàn)略舉措，并把 21世紀(jì)稱為海洋資源開發(fā)的新世紀(jì)。面對(duì)目前世界人口急劇膨脹、陸地資源日益枯竭、環(huán)境不斷惡化這三大問題，人類把未來發(fā)展的希望寄托于尚未得到充分開發(fā)的海洋。 我國的大陸岸線長 18000多千米，加上島嶼岸線 14000千米，海岸線總長居世界第四，大陸架面積 130萬平方千米，位居世界第五， 200海里水域面積 200～ 300萬平方千米，居世界第十。 海洋工程學(xué)科的核心任務(wù)： 是針對(duì)海洋資源開發(fā)、利用、保護(hù)中的重大工程技術(shù)開展研究，解決關(guān)鍵科學(xué)問題，并從應(yīng)用中發(fā)現(xiàn)規(guī)律，更深層次地揭示海洋工程中的客觀現(xiàn)象和規(guī)律，促進(jìn)海洋工程與相關(guān)學(xué)科的發(fā)展，使海洋工程的基礎(chǔ)理論與關(guān)鍵技術(shù)在國家海洋開發(fā)的重大工程建設(shè)中發(fā)揮重要作用。 （ 2）為船舶工業(yè)提供關(guān)鍵技術(shù)支持 海洋工程科學(xué)研究的成果最終將通過船舶工業(yè)轉(zhuǎn)化為具體的大型裝備和生產(chǎn)力?！皧W德賽”的頂部甲板長 131米 ,寬67米 ,排水量 3萬噸 。 半潛式平臺(tái) 張力腿平臺(tái) 立柱式平臺(tái)（ SPAR） 二、海洋工程的前沿技術(shù)問題 ● 浮式生產(chǎn)儲(chǔ)卸油系統(tǒng)（ FPSO）關(guān)鍵技術(shù) 新型 FPSO、單點(diǎn)系泊系統(tǒng)、淺水 FPSO系統(tǒng)、新型 FLNG系統(tǒng)、新型FDPSO系統(tǒng)、 FPSO/FLNG柔性連接輸油系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)。 ● 立管系統(tǒng)安裝 墨西哥灣水下立管布置 照光處為吸油裝置 采油立管 TLP立管 (3)系泊系統(tǒng) ● 單點(diǎn)系泊系統(tǒng) 單點(diǎn)系泊系統(tǒng)與立管布置形式的設(shè)計(jì)；單點(diǎn)系泊系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)運(yùn)動(dòng)穩(wěn)定性問題；轉(zhuǎn)塔位置對(duì)單點(diǎn)系泊系統(tǒng)風(fēng)標(biāo)效應(yīng)的影響；單點(diǎn)系泊系統(tǒng)水平回復(fù)特性的研究；單點(diǎn)系泊系統(tǒng)水平運(yùn)動(dòng)慢漂阻尼的研究； ● 深海多點(diǎn)系泊系統(tǒng) 深海系泊系統(tǒng)阻尼、動(dòng)載荷等動(dòng)力響應(yīng)機(jī)理；深海錨泊定位與動(dòng)力定位等不同定位模式間的配合；深海系泊系統(tǒng)形式的選擇與布置形式；深海系泊纜組成成分與材料的確定；深海內(nèi)波、極大波等非線性海洋環(huán)境載荷對(duì)系泊系統(tǒng)動(dòng)力響應(yīng)特性的影響等。 三、海洋工程學(xué)科的前沿學(xué)術(shù)問題 極限海洋環(huán)境及其與結(jié)構(gòu)物相互作用研究 在海洋運(yùn)輸和海洋開發(fā)工程中，極限海洋環(huán)境把握十分重要。該方面的研究主要包括： 非線性水動(dòng)力學(xué)、結(jié)構(gòu)物非線性動(dòng)力響應(yīng)機(jī)理與數(shù)值方法研究 三、海洋工程學(xué)科的前沿學(xué)術(shù)問題 基于 CFD的數(shù)值模擬理論與方法研究 計(jì)算水動(dòng)力學(xué)已成為開展船舶與海洋工程結(jié)構(gòu)物水動(dòng)力性能研究的重要手段，該方面的研究主要包括： （ 1）波 流 結(jié)構(gòu)物相互作用問題的數(shù)值模擬； （ 2）深海水動(dòng)力學(xué)問題的數(shù)值模擬； （ 3）船舶與海洋工程數(shù)值水池仿真實(shí)驗(yàn)室研究； （ 4）全尺度船舶與海洋結(jié)構(gòu)物復(fù)雜流動(dòng)問題的大規(guī)模并行數(shù)值計(jì)算仿真 。 4）船舶局部強(qiáng)非線性流動(dòng)和響應(yīng)預(yù)報(bào)理論，包括艏艉砰擊載荷、甲板上浪及其載荷、液艙晃蕩載荷、深海平臺(tái)波浪爬升等。 3）船舶與海洋工程數(shù)值水池仿真實(shí)驗(yàn)室研究，包括數(shù)值造波，數(shù)值造流，船舶和海洋結(jié)構(gòu)物在復(fù)雜波流和各種限制環(huán)境下的全流場(chǎng)數(shù)值仿真和動(dòng)態(tài)演示方法和技術(shù)。 四、海洋工程領(lǐng)域的前沿研究方向 ● 深海平臺(tái)水動(dòng)力性能 研究半潛式平臺(tái)水動(dòng)力性能；立柱式平臺(tái)（ SPAR）水動(dòng)力性能；張力腿平臺(tái)（ TLP）水動(dòng)力性能；新概念深海平臺(tái)水動(dòng)力性能；深海平臺(tái)與定位系統(tǒng)的耦合水動(dòng)力分析；深海平臺(tái)海上運(yùn)輸與安裝過程水動(dòng)力分析；深海平臺(tái)極限環(huán)境載荷、低頻響應(yīng)、高頻