辽东湾某平台冰振显著性分析及解决方案

辽东湾某平台位于辽东湾海域,距海岸最近距离15km.由于特殊气候及海域环境特点,辽东湾某平台所在海域每年冬季都会形成大量的海冰.该平台自2009年冬投产以后,由于平台特殊的结构特点,在连续几个年度冬季现场的冰激振动监测中,平台都发生较强的冰激振动,强烈的冰激振动给平台主结构及上部设施的安全带来严重威胁.根据现场监测及观察结果,针对辽东湾某平台结构特点,对平台冰激振动成因进行分析,并提出应对措施及建议.     

渤海JZ9-3油田新建导管架平台抗冰性能分析

JZ9-3油田处于渤海辽东湾北部,水深较浅,冬季海冰严重。近几年,新建几座抗冰油气平台,包括单立柱式桶型基础平台,桩基式导管架平台.众所周知,海冰是渤海辽东湾油气平台设计中的主要控制荷载,冰激振动是目前渤海冰区平台的主要危害.基于多年的现场监测及数值模拟技术,以新建的导管架平台为例,明确其动力特性,分析在典型冰况下的冰振响应,并与渤海典型的导管架平台抗冰能力比较,确定新建平台的抗冰性能及设计中存在的问题.     

辽河口附近海冰单轴压缩强度的试验与统计特征

为研究影响海冰单轴压缩强度的因素,在渤海辽河口附近海域采集冰坯,加工成方柱状冰样.在试验温度分别为-3℃,-5℃,-7℃,-10℃和-15℃下,对225个冰样沿平行和垂直自然冰表面方向进行加载.研究试样温度,加载方向,应变速率和孔隙率对海冰单轴压缩强度的影响.试验结果表明:海冰单轴强度随试样温度的降低而增加;垂直方向冰样的峰值强度高于水平方向,海冰表现为各向异性.利用试验结果建立了韧性区内海冰单轴压缩强度与应变速率和孔隙率的统计关系.     

估计海冰厚度函数的一种辨识方法

提出一种采用海冰和海水温度观测数据来估计海冰厚度的辨识方法, 避免了因使用厚度数据所带来的种种局限性. 首先建立一个拟线性海冰-海水热力学系统, 得到了系统解的存在唯一性; 然后以该系统中描述海冰厚度函数的参数为辨识量, 以系统输出的温度和实际观测温度的偏差为目标泛函, 建立了以目标泛函为最小的参数辨识模型; 最后构造了以半隐式差分格式、遗传算法和Hooke-Jeeves算法相结合的数值算法, 得到了海冰厚度函数, 并对辨识量做了敏感性分析. 结果表明: 这种方法是有效可行的.     

电磁探测技术在冰层厚度检测中的应用探究

根据海冰、内陆湖泊、河流、冰川等冰资源与环境中的自然科学问题及冬季结冰地区水工结构物安全运行管理中对冰层厚度时空变化资料的需求,基于电磁场的特有性质,讨论了可用于冰层厚度检测的两种电磁探测方法-时间域电磁法和频率域电磁法,较详细讨论了它们的工作原理、研究进展、适用范围和在冰层厚度检测中获得的初步应用结果,并通过对实际测量结果的分析比较,提出了频率域电磁法,相对于时间域电磁法,在冰层厚度检测中具有更多的优势.     

基于IMB的南极近岸海冰物质平衡过程研究

介绍了目前对南极海冰厚度的多种检测手段,提出了基于电容感应技术利用浮标作为载体的新式检测方法的设计方案.相应位置电极所测得的电容值与所测海冰厚度所对应,利用温度数据作辅助判断,通过分析多点电容值变化判断海冰变化情况,实现了海冰厚度的实时监测.     

海冰弯曲破坏下的破坏准则数值模拟方法研究

海冰的弯曲破坏进程的研究已经称为冰工程界的一项重要课题.通过理论分析结合数值计算对海冰弯曲破坏数值模拟方法进行探索:探讨适合于海冰弯曲应力状态下的本构模型和破坏准则;在LS-DYNA中模拟圆环形冰排弯曲破坏和冰排与锥体结构相互作用的进程,提出了一种对海冰破坏准则验证的技术思路;通过所提出的技术思路对基于三轴压缩试验的Derradji破坏准则进行了修正,使其能够适用于海冰的弯曲破坏.     

海洋工程海冰灾害风险排查技术的初步探讨

开展海洋工程的海冰灾害风险排查工作可以综合评估海洋工程的海冰灾害风险隐患和防御能力.通过对海冰灾害历史案例和风险模式分析,确定了环境条件改变、设计标准不完备、结构抵御能力降低、冰期管理行为不完善等四类海冰灾害的致险原因;初步确定了针对海洋工程设计阶段、运行阶段、应急阶段、灾后防控阶段的风险排查内容;最终给出了风险排查的技术流程.     

海冰冰裂缝自动化检测装置及其系统在南极海冰监测中的应用研究

南极海冰冰裂缝宽度的变化严重影响人类在南极活动中冰上物资的运输,利用研制成功的电容感应式冰原传感器,设计并研究了南极海冰冰裂缝的自动化检测装置及其系统,并对该套系统在南极海冰的试验应用进行了分析,结果证明,该冰裂缝检测装置及其系统能较好的实现海冰裂缝的无人自动化监测.     

基于奇异值分解和K means算法的近海水质数据分类方法

以辽东湾某生态监测区水质监测数据为例,以矩阵的奇异值分解和K means算法为分类工具,给出生态监测区水质监测数据的分类方法.方法具有以下特点:通过奇异值分解简化并加速了类比过程,通过动态设置类K避免了K means算法先设定类数的不足,还探讨了对少量新增监测数据的归类问题.方法对近海海水水质监测数据分类具有普适性.