科技创新研究国际杂志
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阿特雷亚 Prashant一号伊斯兰 Najrul2阿拉姆市Mehtab市3Hassan和Syed丹麦4
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所有研究者过去都对Wave、High或Wind负载下结构或加载组合进行动态响应分析并研究其行为很少报告调查有效整合流体力阻塞非线性并研究其对系统稳定性的影响海洋波流建模优于随机过程,因此需要调查弹性近海结构的随机稳定性进行当前研究以确定单链电塔波和地震负载的地震响应并随后进行动态稳定分析动态稳定分析适配近海结构是一个有趣的研究领域,因为它们固有非线性研究探索SHAT波/震加载不同阶段中存在的动态不稳定性简单二维相位图和二分评估法用于识别SHAT响应中在不同加载条件下存在的动态不稳定阶段
关键字 |
| 单脉冲塔、地震、时间历史、阶段绘制 |
导 言 |
| 复杂非线性混乱响应见诸各类兼容离岸结构这些结构大面积偏移非线性,因此很难预测这些结构在海洋环境中的行为并应对多项挑战系统特征为强几何非线性非线性强推力,波浪和地震形式非线性恢复力非线性恢复力非线性恢复力由流体结构交互最终导致系统动态不稳定的可能性非线性数字调查显示复杂行为涉及次声波、超声波和周期性解决方案[1、2和3] |
| SHAT平台即顺从结构之一(Fig.1),经济吸引力特别强,深水加载和停泊终端平台比传统固定平台轻塔本身是一个线性结构,通过卡通/通用联通灵活连接海床,垂直由浮力依存部分从水中生成塔支持超结构设计以适应特殊应用,例如油轮加载、废气燃烧等连接海床通过连接,结构可自由向任何方向游移,不向基站转移弯曲时间表达式塔自然适配,随波移动,并因此波力和弯曲时段将比固定结构少努力使用简化现实数学模型获取对这些结构响应行为的重要洞察力并探索其动态不稳定和混乱运动的可能性 |
二.结构化思维和系统模型 |
| SHAT建模通用基点模拟无质量旋转spring零僵硬主堆假设聚居塔中心交叉段,因此海床土壤反应仿佛旋转泉水,相对小硬度算为零(图二图二图二图二图二图二图二图二图二图二图二图二图二图二图二图二图二图二图二图二图二图二图二图二图二图二图二图二图二图二图二图二图二图二2问题用有限元法解决休眠塔元件受时间依赖水力加载,静水层以上塔元件受风力照射因非线性力量在塔上活动,沉积元素数因时间而异推力假设与相对水粒速度W.r.t成比例结构下振荡波和地面运动结构阻塞系统被指定为临界阻塞小分数与塔非偏移配置相对应 |
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三.解析常量稳定分析 |
| 人工塔中,由于大规模旋转、置换和相对结构粒子速度和水粒子速度,运动方程变得高度非线性自每次步骤以来,塔瞬时沉积、倾斜度和几何都明显改变,浮力、加积质量、僵硬性、流动力和阻塞作用也改变由瞬时塔面向电流和可变自由水面剖面综合效果组成,这种变异性大为显赫Lagrange法能联系动能、潜在能和保守和非保守力量工作,即普遍旋转自由度Lagrange方法被用于 非线性动态配方 |
| 高塔淹没部分波形由修改的Morison方程估计,该方程适当计及构造和水的相对运动地震输入使用El-Centro/Northridge光谱水粒子速度加速由Airy线性波理论规定要整合变量沉浸效果,Chakrabarti方法[4和5]已被采纳变换矩阵被用来计算塔上与瞬时变形塔配置相对应的每个单元流动力的正常相切分量电塔最新大规模惯性嵌入持续质量和阻塞矩阵NewmarkBeta集成计划已被部署解决运动方程问题,同时计及系统内所有非线性所获回复接受动态稳定评估 |
| let we consider SHAT模型Fig3流图解解析 |
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| 图表中提及的方程集成后被用来判定井下高度的瞬时流动加载旋转轴由这些力决定, 取分力方程乘适当时臂, 并整合圆柱轴长度以获取全时分轴总高度应划分成有限数元素以确定波力和时段总力取所有元素值之和解析上方方位以角偏转、角速度、角加速等形式获取Heel和Deck级瞬态响应深入解析以获取剪切力、缓冲运动、轴力、底层剪切力等沿SHAT轴相隔不同时间段,为塔提供全瞬态行为 |
四.状态稳定解析概念使用PSEPLOT和BIFURCI |
| 相位画像集合轨迹 表示相位空间这些方程的解析获取相位图时,速度用abscissa绘制,移位/旋转用x轴绘制泛相画像包含瞬态信息 和系统求解无药行为相位图广泛用于鉴别解决办法从稳定区向不稳定区过渡相位图显示不稳定现象形式为nT次调/超调振荡和周期响应引起的对称分解双构概念数学研究结构质学或物学行为变化系统似乎宁静稳定现实中,连续和离散系统都可能发生分解动态系统发生二分化时,对二分化参数小小平滑修改导致结构行为突然质变或染色变相位图调乱时,二分法称为对称拆分二分法亚调振荡发生时后周期比前一个时段减少1/n倍后周期增时前段增时振荡超声波 |
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V级成果和讨论 |
| 单Hinged自控塔结构参数较长时间(2000秒)正常海浪负载高度为215米,时段4.69秒波负载0秒应用北岭地震加载498.4秒后因流水力阻塞而稳定评估Tower在不同阶段的动态行为 分析持续时间长为2000秒海浪加载 |
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| 表一、二和三给出以各种参数形式获取的答复SHAT时间段为29.4秒 |
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| Fig.5和Fig6.显示时间历史图全长2千秒加载Fig.7和Fig.8表示从0-450秒放大视图450-11100秒运动三百秒后稳定一波加载,波形统一地震负载498.4秒后系统又取近似300秒安定下来,但不完全不同加载阶段动态稳定现象在下阶段Heel安格轮播中比较明显,从Fig.9转至Fig.14 |
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| 阶段绘制0-300秒显示运动闭合路径非协调非对称相位显示动态不稳定流体运动阻塞缓慢恢复系统常态,如图9所示,系统从300至498秒动态稳定在此期间,运动周期性协调性对称性而无二分法地震负载为498.4秒后,因振荡冲击可见相位图分解(图1010)。响应非调和性非对称性子调和/超调和特征由系统非线性导出,运动中可见从498-538秒开始的这一阶段中,该运动从响应分解和nT波调学上看是动态不稳定的震动时最大下角偏移4.34度,大大超出塔提供钻井和停机坪操作的可用性限值在整个加载期间 塔上一直有净正稳定力量活动 趋势是把塔恢复到平均位置 |
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六.可靠性分析汇总解析 |
| 除以上加载案例外,SHAT模型还受各种地震加载组合偶数波少数结论如下: |
| 开工可以看到,在0秒应用波负载后,由于阻塞效果,正常波振荡作用在约段时间逐步消散8-10乘以结构周期 |
| 二叉在所有正常波例研究中,可以看出动态不稳定性在初始阶段与波起或地震加载相关周期可见期间/短时加载系统非调和性、非对称性和周期性亚调和器/超调和器系统存在,分片块很容易可见确认动态不稳定 |
| 3级流体运动抑制效果随着时间推移减少振荡响应长段加载期间运动变调性、周期性对称性相位图上没有可见二分法,结构显示动态稳定大型波比小波提前抑制振荡系统动态稳定化,在相位图中清晰可见 |
| 4级净正稳定力量在系统内运作,使SHAT恢复其中值位置,从而确保各方面稳定 |
引用 |
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