【正文】 自身的運動特性 ● 縱蕩運動、垂蕩運動、縱搖 Spar平臺基本的分析模型為：大尺度、深吃水、直立懸浮且受有系泊約束的剛性圓柱體，在風、浪、流等環(huán)境載荷作用下，發(fā)生 6個自由度的剛體運動。當波高大于臨界值時，垂蕩能量向縱搖傳遞，引起平臺縱搖大幅增加。 六、 SPAR平臺參激運動特性及穩(wěn)定性研究 研究內(nèi)容 ● Truss Spar平臺水動力特性研究 考慮全張緊系泊方式，計算非線性系泊剛度，計算平臺縱搖恢復力矩中的參數(shù)激勵項，計算 Spar平臺主體水動力阻尼、阻尼板以及系索阻尼等水動力系數(shù)，以及其他動力學參數(shù)。提出平臺運動失穩(wěn)的判別條件。浮式基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)海底力矩小，可以降低海底基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)建造費用，經(jīng)濟性比固定基礎(chǔ)好。 ● 運動性能 半潛式基礎(chǔ)吃水小，在運輸和安裝時具有良好的穩(wěn)定性，相應(yīng)的費用比 Spar和 TLP型式的基礎(chǔ)節(jié)省。 ● 運動性能 壓水板連接在立柱底部，提供附加質(zhì)量和增加阻尼，改善平臺的水動力特性。 ● 氣動彈性力 水動力耦合 當風速增大時，波流也相應(yīng)增大，來自葉片的推力和轉(zhuǎn)矩加大，塔柱搖擺劇烈，同時由于波高增大，基礎(chǔ)出現(xiàn)大幅運動，此時，塔柱和基礎(chǔ)的相互影響增加。包括確定浮式基礎(chǔ)平臺的樣式、外表面形狀、尺寸、重量、重心等參數(shù)；確定風機的尺寸、重量、重心等。 ●編制浮式基礎(chǔ)運動計算分析程序 考慮水動力載荷作用、塔架和葉片影響，編制出浮式基礎(chǔ)運動分析程序 ● 結(jié)構(gòu)優(yōu)化和運動控制措施 提出浮式基礎(chǔ)在波浪、塔架及葉片共同作用下，運動的控制措施。 。 :25:0404:25:04February 2, 2023 1意志堅強的人能把世界放在手中像泥塊一樣任意揉捏。 :25:0404:25Feb232Feb23 1越是無能的人，越喜歡挑剔別人的錯兒。 2023年 2月 2日星期四 4時 25分 4秒 04:25:042 February 2023 1一個人即使已登上頂峰，也仍要自強不息。 , February 2, 2023 閱讀一切好書如同和過去最杰出的人談話。 :25:0404:25Feb232Feb23 1世間成事，不求其絕對圓滿，留一份不足，可得無限完美。 :25:0404:25:04February 2, 2023 1他鄉(xiāng)生白發(fā)，舊國見青山。提出系泊系統(tǒng)非線性剛度的計算方法，研究系泊系統(tǒng)和基礎(chǔ)本體之間解耦的方法。 ● 和頻垂蕩與縱搖耦合運動分析 研究二階水動力和頻載荷引起的浮式基礎(chǔ)的垂蕩運動，分析垂蕩能量向縱搖（或者縱蕩）傳遞的規(guī)律，綜合考慮垂蕩對于縱搖（或者縱蕩）影響及風載荷聯(lián)合作用，研究浮式基礎(chǔ)的縱搖（或者縱蕩）運動響應(yīng)和運動失穩(wěn)臨界條件。 ● 載荷傳遞方式 七、海上風力發(fā)電浮式基礎(chǔ)動力特性研究 載荷傳遞方式 七、海上風力發(fā)電浮式基礎(chǔ)動力特性研究 關(guān)鍵科學問題 ●塔柱和基礎(chǔ)運動的相互影響 海上風電系統(tǒng)屬于高聳結(jié)構(gòu)物，水平載荷和垂向載荷數(shù)量級相當。 中央柱 矩形截面浮筒 TLP型浮式基礎(chǔ) 七、海上風力發(fā)電浮式基礎(chǔ)動力特性研究 海面浮動結(jié)構(gòu)技術(shù) （ windfloat） ●結(jié)構(gòu)形式 屬于半潛式結(jié)構(gòu)的衍生基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)。 SPAR型浮式基礎(chǔ) 七、海上風力發(fā)電浮式基礎(chǔ)動力特性研究 半潛式浮式基礎(chǔ) 半潛式基礎(chǔ) ● 結(jié)構(gòu)形式 主要由立柱、橫梁、斜撐、壓水板、系泊線和錨固基礎(chǔ)組成。 ●風電浮式基礎(chǔ)的應(yīng)用前景 離海岸線越遠，風速越大，風的穩(wěn)定性越好，可以驅(qū)動更大容量的風電機，發(fā)電效益提高。 六、 SPAR平臺參激運動特性及穩(wěn)定性研究 研究目標 ● 得到 Truss Spar平臺水動力特性參數(shù) 提出平臺水動力阻尼包括主體阻尼、系泊阻尼及螺旋側(cè)板阻尼的計算方法，以及提出考慮瞬時濕表面積參數(shù)激勵項的計算方法。 ● 桁架式 SPAR平臺的參數(shù)運動失穩(wěn)的判別方法 Spar平臺耦合運動滿足內(nèi)共振關(guān)系時，參數(shù)激勵臨界值的確定，運動失穩(wěn)的判別方法以及失穩(wěn)后平臺的動力特性。 ● 涌浪引起的平臺垂蕩共振 涌浪周期峰值在 25~30秒范圍，接近 Spar平臺的垂蕩固有周期，這屬于長周期涌浪引起的平臺垂蕩共振運動。 ● 主體上部多柱結(jié)構(gòu)安裝側(cè)板可以有效降低渦激振動，但是側(cè)板的形式和安裝方法需要進一步研究。 ● 由于水下結(jié)構(gòu)為桁架，降低了流體的拖曳載荷，主要是洋流載荷，從而水平運動可以減小。 六、 SPAR平臺參激運動特性及穩(wěn)定性研究 深水 Spar平臺的發(fā)展 第一代：經(jīng)典（ CLASSIC） SPAR平臺； 第二代：桁架式 (TRUSS) SPAR平臺 第三代：多柱式（ CELL） SPAR平臺 六、 SPAR平臺參激運動特性及穩(wěn)定性研究 深水 SPAR平臺的結(jié)構(gòu)形式主要性能 SPAR 主要運動性能有主體決定。 五、深海立管參激 渦激振動及疲勞研究 ● 參數(shù)激勵和渦激振動疲勞壽命評估方法 綜合考慮隨機參數(shù)激勵和渦激振動，揭示立管疲勞累積損傷機理，提出立管疲勞累積損傷計算和立管疲勞壽命的預報方法。加速立管的疲勞損傷，導致立管的疲勞破壞。 五、深海立管參激 渦激振動及疲勞研究 立管參激振動 ● 立管的參激振動 立管的浮體（船舶或者平臺）升沉運動導致立管上端邊界受到激勵，由此產(chǎn)生兩個效應(yīng)，其一是導致立管的上端邊界是可動的；其二是引起立管軸向力隨浮體運動而發(fā)生時變，這兩個效應(yīng)使得立管水平彎曲振動加大，這既是立管的參激振動問題。 ● 波浪能 研究大中型岸式振蕩水柱波能發(fā)電裝置的研究、設(shè)計及優(yōu)化運行技術(shù)；離岸式波能發(fā)電裝置的設(shè)計；波能利用裝置發(fā)電平穩(wěn)出力 波浪能發(fā)電設(shè)備 潮汐能發(fā)電設(shè)備 海洋深水立管的組成與種類 ● 立管組成 海洋立管是連接水面浮式裝置和位于海床的海底設(shè)備 (如井口、 PLEM、總管 )的導管，是現(xiàn)代海洋工程結(jié)構(gòu)系統(tǒng)中的重要組成部分之一，同時也是薄弱易損的構(gòu)件之一。 ● 極端災害環(huán)境下深海結(jié)構(gòu)物海底基礎(chǔ)動力特性 研究極端環(huán)境荷載作用下深海結(jié)構(gòu)物海底基礎(chǔ)動力響應(yīng)與安全性評估；海洋結(jié)構(gòu)物海底基礎(chǔ)與海底沖刷的耦合動力分析；深海結(jié)構(gòu)物海底基礎(chǔ)與周圍地層介質(zhì)相互作用的模型試驗技術(shù)；地震等極端災害環(huán)境作用下海底地基砂土液化及對結(jié)構(gòu)物基礎(chǔ)強度的影響。 海洋結(jié)構(gòu)物非線性動力響應(yīng) ● 海洋結(jié)構(gòu)物極端響應(yīng) 研究深水極端非線性海洋環(huán)境載荷，海洋結(jié)構(gòu)物整體非線性響應(yīng)破壞機理與預報方法。 ● 大型海上裝備現(xiàn)場測試 研究海上風、浪、流環(huán)境現(xiàn)場測量與分析方法；海上裝備運動性能現(xiàn)場測量方法；系泊系統(tǒng)和立管系統(tǒng)運動與載荷現(xiàn)場測量方法；現(xiàn)場測試數(shù)據(jù)的長期自動同步采集、傳輸與處理；現(xiàn)場監(jiān)測及遠距離遙控監(jiān)測系統(tǒng)等。 6）船舶與海洋工程水動力學問題數(shù)值計算的非確定性分析，包括對數(shù)學模型、湍流模式、方程離散、數(shù)值方法、編程過程、編譯系統(tǒng)等誤差源的非確定性分析。 2）深水極端非線性海洋環(huán)境，以及淺水非線性海洋環(huán)境的研究； 3）船舶與海洋浮體整體非線性響應(yīng)的機理與預報方法，包括：三維非線性水彈性與擊振、參數(shù)型橫搖運動的時域分析、極限運動與傾覆分析、液艙晃蕩與船舶運動非線性耦合分析、超大型 FPSO淺水效應(yīng)以及多浮體水動力性能研究等。 ● 深?？臻g站 研究深海空間站頂層設(shè)計與總體優(yōu)化技術(shù)、深海空間站超大潛深結(jié)構(gòu)技術(shù)、深海空間站水動力性能優(yōu)化與綜合預報技術(shù)、深?？臻g站潛器搭載與收放技術(shù)、深?？臻g站站載系統(tǒng)等。 圖 半潛式風電基礎(chǔ) 波浪發(fā)電裝置 五萬噸級渤海友誼號 FPSO 二、海洋工程的前沿技術(shù)問題 ● 深海平臺關(guān)鍵技術(shù) 新概念深海平臺、半潛式平臺、立柱式平臺（ SPAR）、張力腿平臺（ TLP）、深海平臺定位系統(tǒng)和立管系統(tǒng)、深海平臺海上運輸與安裝關(guān)鍵技術(shù)。 我國深海技術(shù)落后，與國外差距很大，不具備深海裝備的研究制造安裝能力。 我國海洋戰(zhàn)略發(fā)展的三大目標： 2023年前：逐步拓展到全部領(lǐng)海和經(jīng)濟專屬區(qū)； 2030年前后，逐步拓展到西太平洋和印度洋； 2050年前后，拓展到全球公海 。 目前人類開發(fā)的海洋資源主要包括：油氣資源，空間資源，礦產(chǎn)資源，生物資源，綠色能源，旅游資源等。其中南海探明的油氣資源大約為 400億噸。 二、海洋工程的前沿技術(shù)問題 海洋油氣資源開發(fā)、海洋空間利用、船舶與海洋工程制造工程實際提出了一系列的重大科學技術(shù)問題： （ 1）海洋資源開發(fā)裝備 ● 新概念海洋工程結(jié)構(gòu)物研究開發(fā)技術(shù) 新概念海洋平臺開發(fā)；邊際油田開發(fā)技術(shù)；新型特種海上工作船研制關(guān)鍵技術(shù)；天然氣水合物勘探開發(fā)技術(shù)；海上風能、波浪能、潮汐能、溫差能等新型海洋能源利用技術(shù)與裝備；海水、礦產(chǎn)、生物等海洋資源利用技術(shù)與裝備開發(fā)；超大型浮式海洋結(jié)構(gòu)物、超大型儲油裝置等。 ● 潛水器前沿技術(shù) 研究新概念潛水器和水下作業(yè)方法、潛水器總體和集成技術(shù)與方法、水下航行和推進 的流體動力分析和優(yōu)化、潛水器特種材料和結(jié)構(gòu)、深水遠距離動力和信息傳輸、深水布放回收技術(shù)及其關(guān)鍵過程機理研究、海洋環(huán)境潛水器動力學和操縱控制、水下定位、環(huán)境