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海床土体减缓坠物对海底管道撞击作用的研究 预览
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作者 赵玉良 +1 位作者 谭俊哲 董胜 《工程力学》 EI CSCD 北大核心 2019年第5期235-245,共11页
海底管道受坠物撞击的损伤分析中,海床土体是不宜忽略的因素。基于耦合欧拉-拉格朗日算法(CEL 法),该文建立了模拟坠物撞击海底管道过程中土体变形的有限元模型,并进行了物理模型试验,二者结果吻合较好。针对粘土海床,分析了海床柔性、... 海底管道受坠物撞击的损伤分析中,海床土体是不宜忽略的因素。基于耦合欧拉-拉格朗日算法(CEL 法),该文建立了模拟坠物撞击海底管道过程中土体变形的有限元模型,并进行了物理模型试验,二者结果吻合较好。针对粘土海床,分析了海床柔性、海床土质、管道埋深、摩擦及坠物形状对海底管道损伤的影响。研究表明:对于裸置管道,海床柔性使一部分撞击能量转化为管道的整体变形,减轻管道局部损伤;对于埋置管道,基于软件的二次开发,考虑了正常固结粘土及均质粘土两种情况,二者的安全埋深相差较大。综合考虑上述土质的影响,2 m 的埋深可提供有效的保护;埋深超过 1 m 时,坠物与土体间的摩擦系数对管道损伤的影响更加明显;形状尖锐的坠物受到土体的阻力较小,对管道造成的损伤程度较大。不同形状的坠物撞击管道时,管道的变形特征存在差异。研究结果对管道的风险评估及安全埋深设计具有指导意义。 展开更多
关键词 海洋工程 海底管道 耦合欧拉-拉格朗日算法 冲击荷载 埋深 正常固结土 海床柔性
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渤海导管架平台的冰激振动响应分析
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作者 赵玉良 董胜 +1 位作者 王智峰 《海洋湖沼通报》 CSCD 北大核心 2019年第4期22-29,共8页
为研究渤海海域海冰撞击导管架海洋平台的冰振响应,基于锥体冰力函数,本文建立了渤海海域的冰力作用模型。采用ANSYS有限元软件对导管架平台与海冰的相互作用进行数值模拟,开展了海冰作用下抗冰平台的静力分析及平台动力响应分析。通过... 为研究渤海海域海冰撞击导管架海洋平台的冰振响应,基于锥体冰力函数,本文建立了渤海海域的冰力作用模型。采用ANSYS有限元软件对导管架平台与海冰的相互作用进行数值模拟,开展了海冰作用下抗冰平台的静力分析及平台动力响应分析。通过与静力分析结果对比,验证了动冰力对结构响应的动力放大效应。在此基础上通过改变冰厚、冰速等海冰参数,研究了不同冰力作用周期下导管架平台的冰振响应。研究表明,海冰厚度及海冰流动速度是影响平台动力响应的主要因素,为导管架平台结构的动力优化设计提供了研究基础。 展开更多
关键词 导管架海洋平台 冰激振动 动力响应 海冰
海底管道遭受船锚撞击的风险分析 预览
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作者 董胜 《中国海洋大学学报:自然科学版》 CAS CSCD 北大核心 2019年第6期126-132,共7页
坠锚事故容易对海底管道造成撞击损伤,引起环境污染及经济损失。为保证管道在运行期间的安全,有必要对其进行风险分析。基于可靠度理论,在DNV规范(DNV-RP-F107)推荐方法的基础上,本文提出了一种失效概率的计算方法,该方法可考虑船锚质... 坠锚事故容易对海底管道造成撞击损伤,引起环境污染及经济损失。为保证管道在运行期间的安全,有必要对其进行风险分析。基于可靠度理论,在DNV规范(DNV-RP-F107)推荐方法的基础上,本文提出了一种失效概率的计算方法,该方法可考虑船锚质量、尺寸及管道尺寸、材料强度等因素对失效概率的影响,与实际情况更相符。结合工程实例,对船锚撞击作用下的海底管道进行了风险分析。考虑随机变量的变异性,探讨了管道失效概率对各变量的敏感性。分析结果可为降低海底管道损伤风险及采取合理的防护措施提供技术参考。 展开更多
关键词 海底管道 撞击 可靠度 风险分析
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基于遗传算法的BP神经网络对海底管道受撞击损伤预测
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作者 赵玉良 +1 位作者 董胜 蒙占彬 《海洋湖沼通报》 CSCD 北大核心 2019年第3期52-59,共8页
人类频繁的海洋活动中难免发生重物落水事故,对海底管道造成撞击损伤,引起环境污染及经济损失。为保证管道在运行期间的安全性,有必要准确快速的对管道损伤进行预测以便为实际工程提供参考。BP神经网络常作为损伤预测的一种数学模型,但... 人类频繁的海洋活动中难免发生重物落水事故,对海底管道造成撞击损伤,引起环境污染及经济损失。为保证管道在运行期间的安全性,有必要准确快速的对管道损伤进行预测以便为实际工程提供参考。BP神经网络常作为损伤预测的一种数学模型,但本身易陷入局部极小且预测精度较低。针对上述问题,本文提出了基于遗传算法的BP神经网络(GA-BP神经网络)损伤预测模型。利用有限元计算数据构成样本空间,对管道损伤进行预测,并将结果与BP神经网络、有限元计算的结果进行对比。分析表明:与BP神经网络相比,GA-BP神经网络的预测结果与有限元计算的结果较为接近,预测精度较高,其平均误差为1.27%,满足工程精度要求的同时又节省了计算时间。 展开更多
关键词 海底管道 遗传算法 神经网络 撞击
圆弧面防波堤可靠性分析 预览
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作者 董胜 +1 位作者 张鑫 白强 《中国海洋大学学报:自然科学版》 CSCD 北大核心 2018年第12期105-111,共7页
圆弧面防波堤是在半圆形防波堤应用基础上发展而来的一种新型防波堤。它具有稳定性高、施工简便、造价低廉等优点,有必要对其可靠性进行研究。以往计算防波堤可靠度时,均将波浪力作为随机变量。对于不同的结构型式,此做法需要不断地... 圆弧面防波堤是在半圆形防波堤应用基础上发展而来的一种新型防波堤。它具有稳定性高、施工简便、造价低廉等优点,有必要对其可靠性进行研究。以往计算防波堤可靠度时,均将波浪力作为随机变量。对于不同的结构型式,此做法需要不断地对波浪荷载进行分布拟合,且难以考虑水位变动的影响。本文提出一种防波堤可靠度分析的新方法:将波高、周期作为随机变量,无需考虑构造波浪荷载这一中间变量,从而简化计算过程。本文分别使用新、旧两种分析方法,对5种不同断面尺度的圆弧面防波堤进行了可靠性分析。结果表明,两种分析方法得出的可靠度指标存在差异,其中旧方法的结果偏低。 展开更多
关键词 圆弧面防波堤 可靠度 功能函数
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基于CEL法的埋深海底管道受坠物撞击损伤分析
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作者 殷齐麟 董胜 《海洋湖沼通报》 CSCD 北大核心 2018年第6期159-165,共7页
海底管道一旦受到坠物撞击损伤,会造成严重的环境污染及经济损失,为保证管道在运行期间的安全性,常对其进行埋深处理。对于有埋深的海底管道,坠物的撞击会造成管道上覆土体的大变形,在数值模拟中会导致网格畸变,甚至无法收敛。耦合欧拉... 海底管道一旦受到坠物撞击损伤,会造成严重的环境污染及经济损失,为保证管道在运行期间的安全性,常对其进行埋深处理。对于有埋深的海底管道,坠物的撞击会造成管道上覆土体的大变形,在数值模拟中会导致网格畸变,甚至无法收敛。耦合欧拉-拉格朗日法(CEL法)可有效处理土体大变形问题,本文基于此方法建立了坠物-管道-土体有限元模型,分析了坠物撞击速度、质量、形状、海床土体性质(弹性模量、内摩擦角、黏聚力)、埋深对海底管道塑性变形的影响。结果表明,管道的凹痕深度随坠物撞击速度和质量的增加而增加;坠物与海床土体及管道接触面积越小,管道的凹痕深度越大;管道的埋置深度及海床土体的性质对吸收坠物的撞击能量有直接关系:海床土体的强度越高、埋深越大,管道所受到的损伤程度越小。分析结果可为管道的设计与防护工作提供科学依据,且与现行规范比较,本文方法更加经济、合理。 展开更多
关键词 海底管道 撞击 CEL法 埋深
基于改进神经网络的板桩结构可靠性分析 被引量:1
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作者 董胜 张鑫 《海洋湖沼通报》 CSCD 北大核心 2018年第2期103-109,共7页
板桩码头是港口工程的一种常用结构,计算其可靠度指标对港口工程的安全意义重大。由于板桩结构的设计计算复杂,功能函数表达难度较大。Monte—Carlo法是解决此类问题的一种方法,但需要大量的抽样与数值计算,很不经济。人工神经网络... 板桩码头是港口工程的一种常用结构,计算其可靠度指标对港口工程的安全意义重大。由于板桩结构的设计计算复杂,功能函数表达难度较大。Monte—Carlo法是解决此类问题的一种方法,但需要大量的抽样与数值计算,很不经济。人工神经网络模型可以用来逼近功能函数,在此基础上可平行地建立一次二阶矩法进行可靠度分析。但传统的BP神经网络模型有着容易陷入局部极小及预测精度低等问题。针对上述问题,引入Adaboost算法来改进BP神经网络模型,提出一种基于Adaboost的BP神经网络法来计算板桩结构的可靠度。以天津某板桩码头为例,采用新方法对板桩结构进行可靠度分析,并将计算结果与传统BP神经网络法及MonteCarlo法进行比较。结果表明:新方法的计算精度高于传统BP神经网络法,且计算结果与MonteCarlo法接近。 展开更多
关键词 板桩结构 可靠度 神经网络 ADABOOST算法
显式和隐式方法求解防波堤可靠度的差异分析 预览
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作者 董胜 张鑫 《水运工程》 北大核心 2017年第4期66-70,93共6页
半圆形防波堤具有稳定性高、结构简单、便于施工等优点。以往对其进行可靠度计算时,根据波高与周期,计算防波堤受到的荷载作用,将荷载作为随机变量,估计其概率分布模型,建立显式的极限状态方程,再进行求解。计算得到的波浪荷载序列对于... 半圆形防波堤具有稳定性高、结构简单、便于施工等优点。以往对其进行可靠度计算时,根据波高与周期,计算防波堤受到的荷载作用,将荷载作为随机变量,估计其概率分布模型,建立显式的极限状态方程,再进行求解。计算得到的波浪荷载序列对于最优分布线型的离散程度较差。采用基于隐式功能函数的防波堤可靠度分析方法,将波高和周期作为随机变量,无需计算波浪荷载这一中间序列,规避了误差的产生,简化了计算流程。分别采用隐式与显式两种方法对半圆形防波堤进行了可靠性分析。结果表明,两种方法得出的可靠度指标存在差异,这种差异是由于波浪荷载拟合时所产生的误差造成的。 展开更多
关键词 半圆形防波堤 可靠度 隐式功能函数 响应面法
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