【正文】 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)、高頻振動(dòng)、波浪爬升與砰擊、渦激運(yùn)動(dòng)及控制等特殊水動(dòng)力性能；內(nèi)波與深海平臺(tái)系統(tǒng)的水動(dòng)力作用等。 ● 深水海洋工程水動(dòng)力模型實(shí)驗(yàn)方法 研究特殊海洋動(dòng)力環(huán)境模擬方法；深海平臺(tái)混合模型實(shí)驗(yàn)方法；深水系泊系統(tǒng)、立管系統(tǒng)的等效模擬方法；波浪爬升等模型實(shí)驗(yàn)方法；動(dòng)力定位系統(tǒng)模型實(shí)驗(yàn)方法；海洋工程結(jié)構(gòu)物水動(dòng)力性能的海上實(shí)測(cè)技術(shù) ；深海平臺(tái)極限環(huán)境載荷、低頻響應(yīng)、高頻振動(dòng)與砰擊、渦激運(yùn)動(dòng)及控制等特殊水動(dòng)力性能；內(nèi)波與深海平臺(tái)系統(tǒng)的水動(dòng)力作用等。 ● 多體彈性浮式結(jié)構(gòu)物的動(dòng)力響應(yīng)研究 研究多體浮式結(jié)構(gòu)物水彈性響應(yīng)的頻域分析理論研究；多體浮式結(jié)構(gòu)物水彈性響應(yīng)的時(shí)域分析理論研究；考慮波浪二階力貢獻(xiàn)的多體浮式結(jié)構(gòu)物水彈性響應(yīng)分析技術(shù)。 四、海洋工程領(lǐng)域的前沿研究方向 ● 船舶與海洋工程模型試驗(yàn)理論與技術(shù) 研究船舶與海洋工程模型試驗(yàn)尺度效應(yīng)與相似律；深海平臺(tái)、深水系泊系統(tǒng)、立管系統(tǒng)的水深截?cái)嗄M理論與技術(shù)；平臺(tái)渦激運(yùn)動(dòng)及深海柔性構(gòu)件渦激振動(dòng)實(shí)驗(yàn)技術(shù)；甲板上浪、波浪爬升、砰擊、晃蕩等非線性力學(xué)模型試驗(yàn)技術(shù)；水下運(yùn)載器操縱與控制模型試驗(yàn)技術(shù)；深海立管結(jié)構(gòu)疲勞試驗(yàn)技術(shù)等。 海洋結(jié)構(gòu)物強(qiáng)度與可靠性 海洋結(jié)構(gòu)物整體與極限強(qiáng)度局部強(qiáng)度 ● 船舶與海洋結(jié)構(gòu)物總強(qiáng)度分析方法 研究全結(jié)構(gòu)有限元分析模型的建立以及簡(jiǎn)化力學(xué)分析模型的建立；海洋工程結(jié)構(gòu)在爆炸載荷下的安全性評(píng)估；有限元建模不確定性研究；基于可靠性理論的結(jié)構(gòu)總強(qiáng)度安全性評(píng)估技術(shù)；基于總強(qiáng)度和局部強(qiáng)度協(xié)調(diào)一致的結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)技術(shù)等。 ● 海洋結(jié)構(gòu)物局部強(qiáng)度的應(yīng)力分析設(shè)計(jì)方法研究 研究海洋結(jié)構(gòu)物局部應(yīng)力三維有限元分析標(biāo)準(zhǔn)化；海洋結(jié)構(gòu)物的局部強(qiáng)度應(yīng)力分類設(shè)計(jì)理論；海洋結(jié)構(gòu)物在極端環(huán)境條件下局部強(qiáng)度控制準(zhǔn)則等。非線性疲勞損傷模型研究 。 四、海洋工程領(lǐng)域的前沿研究方向 ● 海洋結(jié)構(gòu)物全壽命周期分析設(shè)計(jì)方法 研究海洋工程材料的腐蝕模型研究；海洋結(jié)構(gòu)物的腐蝕疲勞模型研究；基于腐蝕、疲勞損傷演化的全壽命周期海洋結(jié)構(gòu)物設(shè)計(jì)方法研究等。 ● 海洋結(jié)構(gòu)物耦合動(dòng)力響應(yīng) 研究海洋結(jié)構(gòu)物與強(qiáng)非線性波浪相互作用機(jī)理、海洋結(jié)構(gòu)物與系泊系統(tǒng)和立管系統(tǒng)的非線性流固耦合分析方法。 ● 海洋結(jié)構(gòu)物非線性屈曲 研究超大潛深結(jié)構(gòu)與海底管道的非線性屈曲特性。 ● 事故損傷評(píng)估 研究碰撞、觸礁、燃燒等過程對(duì)船舶與海洋結(jié)構(gòu)物的損傷機(jī)理；近船體爆炸沖擊波的傳播特性及其與船體表面的相互作用機(jī)理；水下爆炸氣泡對(duì)船體結(jié)構(gòu)毀傷機(jī)理及剩余生命力；船舶與海洋結(jié)構(gòu)物結(jié)構(gòu)疲勞斷裂、極限強(qiáng)度、防腐疲勞損傷感知、監(jiān)測(cè)；重大事故發(fā)生后船舶與海洋結(jié)構(gòu)物的環(huán)境載荷和剩余極限強(qiáng)度分析；重大事故情況下的修復(fù)費(fèi)用效益評(píng)估等。 四、海洋工程領(lǐng)域的前沿研究方向 結(jié)構(gòu)物海底基礎(chǔ)強(qiáng)度與可靠性 ● 深海結(jié)構(gòu)物海底基礎(chǔ)強(qiáng)度特性 研究深海結(jié)構(gòu)物海底基礎(chǔ)強(qiáng)度與極限承載特性；深海結(jié)構(gòu)物海底基礎(chǔ)與周圍地層介質(zhì)相互作用的破壞模式與承載能力；考慮海底地下水滲流影響的深海結(jié)構(gòu)物海底基礎(chǔ)強(qiáng)度的計(jì)算理論與數(shù)值方法；深海結(jié)構(gòu)物海底吸力式桶形基礎(chǔ)沉貫過程中的關(guān)鍵技術(shù)；深海結(jié)構(gòu)物海底基礎(chǔ)強(qiáng)度與變形的現(xiàn)場(chǎng)量測(cè)技術(shù)等。 ● 深海結(jié)構(gòu)物海底基礎(chǔ)可靠性 研究海底結(jié)構(gòu)物自診斷技術(shù)與可靠性評(píng)價(jià)；全生命周期下海洋結(jié)構(gòu)物海底基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)與建造理論；結(jié)構(gòu)物海底基礎(chǔ)全壽命風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估與決策；海洋結(jié)構(gòu)物海底基礎(chǔ)與地基在極端環(huán)境條件下風(fēng)險(xiǎn)控制技術(shù)。 ● 潛水器總體和集成技術(shù) 研究潛水器的總體設(shè)計(jì)和集成技術(shù)；復(fù)雜線型水下航行體的水動(dòng)力性能預(yù)報(bào)和優(yōu)化技術(shù)；大深度載人潛水器無動(dòng)力下潛 /上浮技術(shù)；載人潛水器系統(tǒng)的安全可靠性技術(shù)；大深度載人鈦合金球殼的設(shè)計(jì)及制造技術(shù)；低密度耐高壓的浮力材料及其加工技術(shù)；高能量密度的深海動(dòng)力技術(shù)；針對(duì)作業(yè)目標(biāo)的穩(wěn)定懸停定位技術(shù)； 美國(guó)深?？臻g站概念圖 長(zhǎng) 8m,下潛深度7000米，航速 3節(jié)。 四、海洋工程領(lǐng)域的前沿研究方向 ● 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 ● 潮流發(fā)電 研究新型高效、適合較低流速的潮流能獲能裝置；潮流水輪機(jī)設(shè)計(jì)理論、制造及優(yōu)化運(yùn)行控制技術(shù)；潮流能水輪機(jī)支撐載體與固定系統(tǒng)；水輪機(jī)流 固耦合的動(dòng)力學(xué)分析和性能預(yù)測(cè)的數(shù)值模擬方法研究；潮流發(fā)電獲能裝置中涉及的柔性體與流體耦合中的變形與獲能機(jī)理研究；海洋環(huán)境下的潮流發(fā)電裝置載荷計(jì)算、動(dòng)態(tài)特性、減災(zāi)防災(zāi)以及運(yùn)行安全技術(shù)研究。一般情況，海洋立管下端通過萬向節(jié)與海底井口連接，其上端與平臺(tái)或船舶底部的滑移節(jié)配合。 ● 立管種類 立管的形式本質(zhì)上有兩種，即剛性立管和柔性立管，混合立管是兩者的結(jié)合。 海洋立管用途為：采油 /注水；鉆井；循環(huán)液體的流進(jìn)和流出；完井；修井。 ● 環(huán)境載荷 波浪力：表面波、內(nèi)波 海流力：拖曳力 渦激力：當(dāng)海流流經(jīng)柱體時(shí)，在柱體的下游產(chǎn)生漩渦，漩渦周期的形成和泄放，產(chǎn)生渦激升力。 ● 參激振動(dòng)效應(yīng) 參激振動(dòng)可以引起立管平衡位置的不穩(wěn)定性，并出現(xiàn)參數(shù)共振。 立管渦激振動(dòng) ● 立管的渦激振動(dòng) 當(dāng)海流流經(jīng)柱體時(shí)，在柱體的下游產(chǎn)生漩渦，漩渦周期的形成和泄放，產(chǎn)生渦激升力，引起柱體發(fā)生垂直于流向的振動(dòng)，這便是渦激振動(dòng)。 五、深海立管參激 渦激振動(dòng)及疲勞研究 立管參激 +渦激 +拖曳力聯(lián)合振動(dòng) 深海立管主要受到三種外部激勵(lì)形式的作用，第一種是流向莫里森水動(dòng)力，第二種是平臺(tái)升沉引起的參數(shù)振動(dòng)，第三種是漩渦泄放引起的渦激振動(dòng)。 立管參激 +渦激聯(lián)合振動(dòng)的疲勞 浮體垂向運(yùn)動(dòng)作用下立管發(fā)生參數(shù)振動(dòng)，在海流作用下引起立管水平面內(nèi)的渦激振動(dòng)，參激振動(dòng)與渦激振動(dòng)之間相互影響，相互作用，改變立管振動(dòng)響應(yīng)特性和疲勞特性。 尚沒有解決的問題 ● 深海立管隨機(jī)參數(shù)激勵(lì)下失穩(wěn)機(jī)理和非線性隨機(jī)動(dòng)力特性？ ● 考慮浮體在非規(guī)則波上運(yùn)動(dòng)，隨機(jī)參數(shù)激勵(lì)的表達(dá)方法？ ● 深海立管隨機(jī)參數(shù)激勵(lì)和渦激振動(dòng)之間的相互作用的描述？ ● 綜合考慮隨機(jī)參數(shù)激勵(lì)和渦激振動(dòng)立管的疲勞累積損傷分析方法？ 五、深海立管參激 渦激振動(dòng)及疲勞研究 研究?jī)?nèi)容 ● 深海立管的參激共振機(jī)理研究 分別考慮平臺(tái)規(guī)則運(yùn)動(dòng)和隨機(jī)運(yùn)動(dòng)，確定參數(shù)激勵(lì)項(xiàng)，研究平臺(tái)運(yùn)動(dòng)引起的立管失穩(wěn)機(jī)理，考慮平臺(tái)運(yùn)動(dòng)的不同頻率與立管固有頻率比值關(guān)系，研究立管的 1/2亞諧共振 主參數(shù)共振、主共振 主參數(shù)共振以及組合參數(shù)共振，揭示升沉振動(dòng)能量向立管橫向彎曲振動(dòng)轉(zhuǎn)移的機(jī)理，揭示立管隨機(jī)參數(shù)激勵(lì)動(dòng)力特性和失穩(wěn)域。研究立管參數(shù)激勵(lì)對(duì)渦激橫向振動(dòng)的影響，研究渦激振動(dòng)幅值和頻率特性的改變，針對(duì)平臺(tái)運(yùn)動(dòng)的頻率、立管固有頻率、渦激頻率之間的不同比值關(guān)系，研究立管超諧共振、亞諧共振和組合參數(shù)共振，揭示升沉振動(dòng)能量向渦激振動(dòng)轉(zhuǎn)移的機(jī)理，確定參數(shù)激勵(lì)和渦激耦合振動(dòng)的失穩(wěn)域。針對(duì)隨機(jī)參數(shù)激勵(lì) 渦激振動(dòng)疲勞，考慮非線性振動(dòng)響應(yīng)的亞諧和超諧振動(dòng)響應(yīng)分量，研究立管振動(dòng)響應(yīng)的極值分布，隨機(jī)參數(shù)激勵(lì)振動(dòng)對(duì)于立管疲勞累積損傷的影響，得到立管疲勞累積損傷特性，提出立管疲勞累積損傷分析方法。 ● 揭示立管參數(shù)激勵(lì)和渦激振動(dòng)的失穩(wěn)機(jī)理 給出參數(shù)激勵(lì)振動(dòng)和渦激振動(dòng)相互作用的動(dòng)力學(xué)特性，提出參數(shù)激勵(lì)對(duì)于渦激振動(dòng)的影響規(guī)律，揭示參數(shù)激勵(lì)和渦激振動(dòng)的失穩(wěn)機(jī)理，給出立管振動(dòng)失穩(wěn)的判別方法。 ●提出減小有害振動(dòng)措施 綜合考慮參激振動(dòng)和渦激振動(dòng)特性，針對(duì) TTRs立管，提出減小立管有害振動(dòng)的方法，延長(zhǎng)立管的有效服務(wù)期限。 ● 建立平臺(tái)升沉運(yùn)動(dòng)的長(zhǎng)期概率分布 為了在渦激振動(dòng)疲勞分析中考慮隨機(jī)參數(shù)激勵(lì)振動(dòng)影響，建立平臺(tái)升沉運(yùn)動(dòng)的長(zhǎng)期概率分布。 五、深海立管參激 渦激振動(dòng)及疲勞研究 （ 2） 基本理論 理論分析方法： ● 非線性動(dòng)力學(xué)理論，包括方程建立，求解析解，穩(wěn)定性分析，編程直接求解動(dòng)力學(xué)方程，伽遼金解法。 ● 結(jié)構(gòu)損傷與疲勞理論： 確定應(yīng)力分布模型及疲勞載荷譜，短期響應(yīng)預(yù)報(bào)，疲勞壽命分析。主體為直徑2030米、高 200米左右的圓筒。由于縱蕩周期很大，一般不會(huì)發(fā)生縱蕩共振，但是對(duì)于低頻波浪（長(zhǎng)峰波）敏感，低頻波浪會(huì)引起大幅運(yùn)動(dòng)。特點(diǎn)是對(duì)于水深不敏感，此外主體發(fā)生渦激振動(dòng)也是要關(guān)注的問題，主體螺旋側(cè)板可以抑制渦激振動(dòng)發(fā)生，但是螺旋側(cè)板的設(shè)計(jì)是需要探討的問題。與經(jīng)典平臺(tái)水動(dòng)力和運(yùn)動(dòng)方面的區(qū)別是： ● 垂蕩板部分增加了垂蕩阻尼，垂蕩運(yùn)動(dòng)減小顯著，平臺(tái)運(yùn)動(dòng)穩(wěn)定性提高。 ● 垂蕩板部分顯著增大了附連水質(zhì)量，拉長(zhǎng)垂蕩運(yùn)動(dòng)固有周期，減少了與波浪頻率發(fā)生共振的可能性。 ● 對(duì)低頻波浪響應(yīng)不象經(jīng)典平臺(tái)那么劇烈，所以封閉式主體排水量允許減小。 ● 上部各個(gè)單柱可以單獨(dú)加工、運(yùn)