火炬塔和海洋立管原型监测传感器布点优化研究

发布时间：2017-12-18 10:35

  本文关键词：火炬塔和海洋立管原型监测传感器布点优化研究

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【摘要】：随着大长细比结构的不断应用,其稳定性和安全性能的问题也不断升级,因此如何保障结构在服役期内稳定安全运行是当今工程界研究的重点和难点。由于对结构所处环境的模拟与真实情况有一定的差异,同时大长细比结构对于环境荷载的敏感性较强,因此仍有结构发生破坏酿成安全事故。原型监测通过在现场对环境信息、结构响应进行实时测量,直接准确地反映结构在自然环境条件下的动力特性,为结构的设计提供现实依据,为整套结构的安全运行提供保障。在大型结构的原型监测中,传感器布点优化等相关问题是原型监测中首要关注问题。考虑高耸结构的尺度大、自由度数量多,合理有效的在目标结构上布置传感器可以降低费用,提升测量信息处理效率。本文针对火炬塔和海洋立管两类结构的现场原型监测传感器进行布点优化研究,制定传感器系统的布置方案。主要内容包括：首先对多种传感器测点的优化布置进行总结,分析不同方法的侧重点,选用有效独立法和模态置信度矩阵法联合使用对结构原型监测传感器的测点进行优化布置,由此得到的传感器布点优化方案既能对结构进行有效的识别,又使得模态各向量之间保持较好的区分程度。对于火炬塔结构,通过模态分析得到结构自振信息。基于火炬塔的模态信息,通过有效独立法和模态置信度矩阵方法的联合使用对火炬塔原型监测传感器进行布点优化并得到最终的布点方案。相对于陆上高耸结构,海洋环境中的流体对于海洋立管的作用是不可忽略的,因此通过附加质量法对其进行湿模态分析,得到流场中立管的自振信息。真实海洋环境中流体对结构的作用存在很大的随机性,涡激振动就是其中有代表性的现象,通过计算定常流体中和非定常流体中两种情况下海洋立管的湿模态,分析海流对结构振动的影响。基于海洋立管的湿模态,使用合理的传感器布点优化方法对其原型监测传感器进行测点位置的优化。
【学位授予单位】：大连理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：P751;TP212.9

【参考文献】

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本文编号：1303861