台风/飓风影响海区固定式平台设计标准及服役期安全度风险分析
发布时间：2020-12-25 16:56
海洋平台结构是海洋油气资源开发的基础性设施,是海上生产作业和生活的基地。每年夏季台风、飓风诱发的狂风、巨浪等极端环境荷载都会给海洋平台结构带来考验；一旦发生事故,不仅会给国家带来巨大的经济损失和社会影响,其造成的海洋污染将是灾难性的。2005年Katrina飓风导致美国墨西哥湾平台倒塌的事故使我们认识到：对极端环境荷载考量不足使得平台标高、设防标准偏低；以及平台老化导致的抗力衰减使其不能承受极端载荷的作用是此次事故中平台大量倒塌的重要原因。为达到减小环境荷载设计风险,了解和掌握服役期平台可靠度的目的,本文做了以下三点创新性工作：●本文结合复合极值分布理论,提出了海洋环境荷载参数设计风险概念和海洋平台标高求解法。对因极值模型、取样方法、取样区间、参数求解方法等方面存在的各种不确定性而导致的设计风险进行了探讨；并使用了多维复合极值分布模式,对天文大潮、风暴潮、波高各因素同时出现的极端海况进行了概率预测,并用于平台标高的确定。●海洋平台的构件缺陷、机械损伤、疲劳和裂纹扩展的损伤积累等不利因素都将导致平台整体抗力的衰减、影响结构的服役安全度和耐久性。因此基于时变可靠度理论的海洋平台风险分析具有...
【文章来源】：中国海洋大学山东省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：170 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 研究背景及意义
1.2 国内外研究现状
1.2.1 极值理论介绍
1.2.2 可靠度理论
1.2.3 时变可靠度研究现状
1.2.4 灾害分区及预测
1.3 本文研究目的与研究内容
1.3.1 课题来源
1.3.2 研究目的
1.3.3 研究内容及论文结构
1.4 创新点
1.4.1 主要创新点
参考文献
第二章 Ktrania飓风平台倒塌事故分析总结
2.1 引言
2.2 Ktrania及Rita飓风造成平台倒塌事故分析
2.2.1 飓风简介
2.2.2 损毁平台数量
2.2.3 损毁平台区域
2.2.4 损毁平台安装年代
2.2.5 损毁平台等级
2.3 飓风影响海区固定式平台失效概率计算
2.4 本章小结
参考文献
第三章 海洋平台设计风险与环境载荷的不确定性分析
3.1 引言
3.2 常用的概率分布简介
3.2.1 极值Ⅰ型（Gumbel分布）
3.2.2 极值Ⅲ型（Weibull分布）
3.2.3 皮尔逊Ⅲ型分布（P-Ⅲ分布）
3.2.4 阈值法（POT）
3.2.5 复合极值（CEVD）
3.3 极值模型不确定性分析
3.3.1 拟合优度检验
3.3.2 置信区间
3.3.3 三种极值分布比较分析
3.4 取样不确定性分析
3.4.1 不同模型取样的不确定性分析
3.4.2 取样区间选择的不确定性分析
3.4.3 取样区间不确定性原因分析及对策
3.5 模型参数求解的不确定性分析
3.5.1 矩法
3.5.2 极大似然法
3.5.3 最小二乘法
3.5.4 算例
3.6 环境荷载的整体不确定性分析
3.7 本章小结
参考文献
第四章 多元复合极值分布在平台设计优化中的应用
4.1 引言
4.2 多元复合极值分布理论简介
4.2.1 多元极值理论
4.2.2 三元Nested-Logistic模型
4.2.3 Poisson-Nested Logistic复合极值分布模型（PNLTCEVD）
4.3 复合极值分布在甲板标高设计中的应用
4.3.1 甲板波浪力作用机理
4.3.2 甲板标高研究进展
4.3.3 基于复合极值分布的甲板标高计算
4.4 本章小结
参考文献
第五章 海洋平台结构风险评估理论
5.1 结构可靠度基本理论
5.2 结构可靠度评估方法
5.3 随机模拟技术在平台可靠度计算中的应用
5.3.1 台风影响海区固定式平台失效模式
5.3.2 Monte-Carlo方法
5.3.3 Monte-Carlo法积分的原理
5.3.4 重点抽样法
5.3.5 失效概率的求解
5.3.6 ISPUD在平台失效概率计算中的应用
5.4 结构时变可靠度
5.5 结构时变可靠度的分析方法
5.5.1 基本思路
5.5.2 衰减函数模型的方法
5.5.3 基于穿阀率理论的界限法
5.5.4 Monte Carlo方法
5.6 本章小结
参考文献
第六章 固定式平台服役期风险分析
6.1 有限元计算模型及荷载计算
6.2 海洋环境荷载基本特征
6.2.1 波浪荷载计算
6.2.2 风荷载
6.2.3 海流荷载计算
6.3 服役平台极限承载力时变分析
6.3.1 初始平台的极限承载力分析
6.3.2 考虑腐蚀后平台承载力计算
6.4 基于BAYEIAN理论的海洋环境时变模型
6.4.1 贝叶斯理论定义及概念
6.4.2 重现期特征值的贝叶斯估计
6.4.3 随机变量分布参数统计的贝叶斯估计
6.4.4 基于贝叶斯理论的环境荷载的时变分析
6.5 海生物生长对环境荷载影响
6.6 固定式平台服役期安全度计算
6.6.1 极限状态方程
6.6.2 环境荷载响应及参数求解
6.6.3 服役平台时变可靠度
本章小结
参考文献
第七章 中国海区台风灾害区划及环境变化趋势分析
7.1 海域分区研究的意义
7.2 基于复合极值分布理论的中国海区台风灾害区划
7.3 灰色马尔科夫在环境变化趋势中的应用
7.3.1 马尔可夫链的定义
7.3.2 基于绝对分布的马尔可夫链预测模型及应用
7.3.3 叠加马尔可夫链预测模型及应用
7.3.4 加权马尔可夫链预测模型及应用
7.4 灰色马尔可夫预测模型在台风强度变化趋势中的应用
7.4.1 灰色模型的建立
7.4.2 灰色模型的改进
7.4.3 灰色马尔可夫预测模型在未来台风强度预测中的应用
7.5 本章小结
参考文献
第八章 总结与展望
8.1 主要工作总结
8.2 进一步研究工作展望
攻读博士学位期间发表（录用）的论文
个人简历
在学期间参与的研究项目
在学期间所获荣誉
致谢
本文编号：2938044
【文章来源】：中国海洋大学山东省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：170 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 研究背景及意义
1.2 国内外研究现状
1.2.1 极值理论介绍
1.2.2 可靠度理论
1.2.3 时变可靠度研究现状
1.2.4 灾害分区及预测
1.3 本文研究目的与研究内容
1.3.1 课题来源
1.3.2 研究目的
1.3.3 研究内容及论文结构
1.4 创新点
1.4.1 主要创新点
参考文献
第二章 Ktrania飓风平台倒塌事故分析总结
2.1 引言
2.2 Ktrania及Rita飓风造成平台倒塌事故分析
2.2.1 飓风简介
2.2.2 损毁平台数量
2.2.3 损毁平台区域
2.2.4 损毁平台安装年代
2.2.5 损毁平台等级
2.3 飓风影响海区固定式平台失效概率计算
2.4 本章小结
参考文献
第三章 海洋平台设计风险与环境载荷的不确定性分析
3.1 引言
3.2 常用的概率分布简介
3.2.1 极值Ⅰ型（Gumbel分布）
3.2.2 极值Ⅲ型（Weibull分布）
3.2.3 皮尔逊Ⅲ型分布（P-Ⅲ分布）
3.2.4 阈值法（POT）
3.2.5 复合极值（CEVD）
3.3 极值模型不确定性分析
3.3.1 拟合优度检验
3.3.2 置信区间
3.3.3 三种极值分布比较分析
3.4 取样不确定性分析
3.4.1 不同模型取样的不确定性分析
3.4.2 取样区间选择的不确定性分析
3.4.3 取样区间不确定性原因分析及对策
3.5 模型参数求解的不确定性分析
3.5.1 矩法
3.5.2 极大似然法
3.5.3 最小二乘法
3.5.4 算例
3.6 环境荷载的整体不确定性分析
3.7 本章小结
参考文献
第四章 多元复合极值分布在平台设计优化中的应用
4.1 引言
4.2 多元复合极值分布理论简介
4.2.1 多元极值理论
4.2.2 三元Nested-Logistic模型
4.2.3 Poisson-Nested Logistic复合极值分布模型（PNLTCEVD）
4.3 复合极值分布在甲板标高设计中的应用
4.3.1 甲板波浪力作用机理
4.3.2 甲板标高研究进展
4.3.3 基于复合极值分布的甲板标高计算
4.4 本章小结
参考文献
第五章 海洋平台结构风险评估理论
5.1 结构可靠度基本理论
5.2 结构可靠度评估方法
5.3 随机模拟技术在平台可靠度计算中的应用
5.3.1 台风影响海区固定式平台失效模式
5.3.2 Monte-Carlo方法
5.3.3 Monte-Carlo法积分的原理
5.3.4 重点抽样法
5.3.5 失效概率的求解
5.3.6 ISPUD在平台失效概率计算中的应用
5.4 结构时变可靠度
5.5 结构时变可靠度的分析方法
5.5.1 基本思路
5.5.2 衰减函数模型的方法
5.5.3 基于穿阀率理论的界限法
5.5.4 Monte Carlo方法
5.6 本章小结
参考文献
第六章 固定式平台服役期风险分析
6.1 有限元计算模型及荷载计算
6.2 海洋环境荷载基本特征
6.2.1 波浪荷载计算
6.2.2 风荷载
6.2.3 海流荷载计算
6.3 服役平台极限承载力时变分析
6.3.1 初始平台的极限承载力分析
6.3.2 考虑腐蚀后平台承载力计算
6.4 基于BAYEIAN理论的海洋环境时变模型
6.4.1 贝叶斯理论定义及概念
6.4.2 重现期特征值的贝叶斯估计
6.4.3 随机变量分布参数统计的贝叶斯估计
6.4.4 基于贝叶斯理论的环境荷载的时变分析
6.5 海生物生长对环境荷载影响
6.6 固定式平台服役期安全度计算
6.6.1 极限状态方程
6.6.2 环境荷载响应及参数求解
6.6.3 服役平台时变可靠度
本章小结
参考文献
第七章 中国海区台风灾害区划及环境变化趋势分析
7.1 海域分区研究的意义
7.2 基于复合极值分布理论的中国海区台风灾害区划
7.3 灰色马尔科夫在环境变化趋势中的应用
7.3.1 马尔可夫链的定义
7.3.2 基于绝对分布的马尔可夫链预测模型及应用
7.3.3 叠加马尔可夫链预测模型及应用
7.3.4 加权马尔可夫链预测模型及应用
7.4 灰色马尔可夫预测模型在台风强度变化趋势中的应用
7.4.1 灰色模型的建立
7.4.2 灰色模型的改进
7.4.3 灰色马尔可夫预测模型在未来台风强度预测中的应用
7.5 本章小结
参考文献
第八章 总结与展望
8.1 主要工作总结
8.2 进一步研究工作展望
攻读博士学位期间发表（录用）的论文
个人简历
在学期间参与的研究项目
在学期间所获荣誉
致谢
本文编号：2938044
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