海洋平台结构优化设计方法与软件
发布时间：2021-07-07 20:00
海洋平台是开发海底油气资源的基础结构，也是生产作业与生活基地。其设计周期和设计质量直接影响到海洋油气资源开发的成本和效率。因此，采用先进的优化设计技术是提高设计质量、缩短设计周期、保证设计安全可靠的重要手段，研究海洋平台结构优化设计技术及开发相应的软件，具有重要的工程意义。海洋平台受到风、浪、流、海冰等复杂海洋环境的作用，其结构静、动态响应非常复杂，研究海洋平台的结构响应分析方法、结构响应对结构形式以及尺寸等设计参数的敏度分析技术、优化设计问题的模型与求解方法，具有重要的理论意义。 本文主要研究了导管架海洋平台结构系统优化设计的理论与数值计算方法。建立了导管架平台结构多设计准则、多约束条件的优化模型；研究了在随机波浪等复杂载荷环境作用下的海洋平台结构静、动态响应和随机响应的计算方法以及结构响应灵敏度分析方法；研究了基于设计规范的海洋平台选型优化、结构形状与尺寸优化方法；以CAE软件JIFEX为支撑平台，开发了海洋平台优化设计软件。以渤海油田开发为工程背景，针对具体的海洋平台结构进行优化设计。主要研究内容包括： 1．固定式导管架海洋平台结构的选型优化和形状、尺寸优化方法。研究...
【文章来源】：大连理工大学辽宁省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：140 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
1.1 课题背景简介
1.2 工程背景及研究意义
1.3 海洋平台种类与发展
1.3.1 海洋平台结构的分类
1.3.2 海洋平台的应用发展概况
1.4 结构优化研究发展与文献综述
1.4.1 离散结构(桁架、刚架)尺寸优化设计
1.4.2 离散结构形状优化设计
1.4.3 离散结构拓扑优化设计
1.5 海洋平台结构优化及动力响应研究概况
1.5.1 海洋平台结构优化的研究概况
1.5.2 波浪作用下海洋平台随机响应研究
1.5.3 冰荷载作用下海洋平台动力响应研究
1.5.4 海洋平台结构计算常用软件
1.6 本文的主要研究工作
2 导管架海洋平台结构分析模型及方法
2.1 引言
2.2 导管架平台结构有限元分析模型
2.3 导管架海洋平台结构静力分析
2.3.1 环境荷载
2.3.2 数值算例-胜利CB11F平台结构静力分析
2.4 导管架平台在冰荷载作用下结构动力分析
2.4.1 冰力函数
2.4.2 数值算例
2.5 随机振动分析的虚拟激励法
2.5.1 单点平稳随机激励的虚拟激励法
2.5.2 多点完全相干平稳随机激励的虚拟激励法
2.5.3 多点任意相干平稳随机激励的虚拟激励法
2.5.4 虚拟激励法的特点
2.6 随机波浪作用下海洋平台结构的随机响应分析
2.6.1 波浪力计算
2.6.2 水质点速度、加速度计算
2.6.3 虚拟Airy波的构造
2.6.4 海洋平台结构的随机响应计算
2.6.5 随机响应分析算例
2.7 小结
3 考虑设计规范的海洋平台结构选型优化
3.1 引言
3.2 导管架平台结构选型优化模型
3.3 选型优化方法介绍
3.4 约束条件的选择及其处理方法
3.4.1 约束条件的选择
3.4.2 约束的处理
3.4.3 导管架平台选型优化设计中的约束条件
3.5 数值算例--胜利CB11F平台结构选型优化
3.6 小结
4 海冰作用下海洋平台结构动力响应优化设计
4.1 引言
4.2 海洋平台结构动力优化模型及算法
4.3 结构瞬态动力响应的灵敏度分析方法
4.4 数值算例
4.5 小结
5 随机波浪作用下海洋平台结构优化设计
5.1 引言
5.2 随机波浪作用下海洋平台结构动力优化模型及算法
5.3 稳态频率响应的灵敏度分析方法
5.4 随机波浪作用下海洋平台结构响应灵敏度分析
5.5 海洋平台结构随机响应优化算例
5.6 小结
6 海洋平台结构优化的软件实现
6.1 引言
6.2 JIFEX软件主要功能简介
6.2.1 JIFEX软件的结构有限元分析功能
6.2.2 JIFEX软件系统的结构优化设计功能
6.3 导管架平台有限元模型的建立
6.4 导管架平台结构模型及其数据文件
6.5 导管架平台结构优化设计在JIFEX中的求解过程
6.6 小结
7 总结与展望
7.1 总结
7.2 研究工作展望
创新点摘要
攻读博士学位期间完成的学术论文
参考文献
【参考文献】：
期刊论文
[1]复杂结构优化选型的计算方法[J]. 宋天霞. 固体力学学报. 1990(03)
本文编号：3270271
【文章来源】：大连理工大学辽宁省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：140 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
1.1 课题背景简介
1.2 工程背景及研究意义
1.3 海洋平台种类与发展
1.3.1 海洋平台结构的分类
1.3.2 海洋平台的应用发展概况
1.4 结构优化研究发展与文献综述
1.4.1 离散结构(桁架、刚架)尺寸优化设计
1.4.2 离散结构形状优化设计
1.4.3 离散结构拓扑优化设计
1.5 海洋平台结构优化及动力响应研究概况
1.5.1 海洋平台结构优化的研究概况
1.5.2 波浪作用下海洋平台随机响应研究
1.5.3 冰荷载作用下海洋平台动力响应研究
1.5.4 海洋平台结构计算常用软件
1.6 本文的主要研究工作
2 导管架海洋平台结构分析模型及方法
2.1 引言
2.2 导管架平台结构有限元分析模型
2.3 导管架海洋平台结构静力分析
2.3.1 环境荷载
2.3.2 数值算例-胜利CB11F平台结构静力分析
2.4 导管架平台在冰荷载作用下结构动力分析
2.4.1 冰力函数
2.4.2 数值算例
2.5 随机振动分析的虚拟激励法
2.5.1 单点平稳随机激励的虚拟激励法
2.5.2 多点完全相干平稳随机激励的虚拟激励法
2.5.3 多点任意相干平稳随机激励的虚拟激励法
2.5.4 虚拟激励法的特点
2.6 随机波浪作用下海洋平台结构的随机响应分析
2.6.1 波浪力计算
2.6.2 水质点速度、加速度计算
2.6.3 虚拟Airy波的构造
2.6.4 海洋平台结构的随机响应计算
2.6.5 随机响应分析算例
2.7 小结
3 考虑设计规范的海洋平台结构选型优化
3.1 引言
3.2 导管架平台结构选型优化模型
3.3 选型优化方法介绍
3.4 约束条件的选择及其处理方法
3.4.1 约束条件的选择
3.4.2 约束的处理
3.4.3 导管架平台选型优化设计中的约束条件
3.5 数值算例--胜利CB11F平台结构选型优化
3.6 小结
4 海冰作用下海洋平台结构动力响应优化设计
4.1 引言
4.2 海洋平台结构动力优化模型及算法
4.3 结构瞬态动力响应的灵敏度分析方法
4.4 数值算例
4.5 小结
5 随机波浪作用下海洋平台结构优化设计
5.1 引言
5.2 随机波浪作用下海洋平台结构动力优化模型及算法
5.3 稳态频率响应的灵敏度分析方法
5.4 随机波浪作用下海洋平台结构响应灵敏度分析
5.5 海洋平台结构随机响应优化算例
5.6 小结
6 海洋平台结构优化的软件实现
6.1 引言
6.2 JIFEX软件主要功能简介
6.2.1 JIFEX软件的结构有限元分析功能
6.2.2 JIFEX软件系统的结构优化设计功能
6.3 导管架平台有限元模型的建立
6.4 导管架平台结构模型及其数据文件
6.5 导管架平台结构优化设计在JIFEX中的求解过程
6.6 小结
7 总结与展望
7.1 总结
7.2 研究工作展望
创新点摘要
攻读博士学位期间完成的学术论文
参考文献
【参考文献】：
期刊论文
[1]复杂结构优化选型的计算方法[J]. 宋天霞. 固体力学学报. 1990(03)
本文编号：3270271
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/haiyang/3270271.html
