資源描述：
《海洋平臺半主動振動控制方法及模型試驗研究(新).ppt》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關內(nèi)容在教育資源-天天文庫。
1、海洋平臺半主動振動控制方法及模型試驗研究StudiesonSemi-activeVibrationControlMethodandModelExperimentofOffshorePlatforms答辯人：霍發(fā)力指導老師：吳立人教授嵇春艷副教授1江蘇科技大學霍發(fā)力2021/7/29滑移模態(tài)控制與模糊控制原理海洋平臺隨機振動響應分析隨機波浪荷載計算方法緒論磁流變阻尼器及半主動式控制方法海洋平臺磁流變半主動控制模型試驗研究結論與展望2江蘇科技大學霍發(fā)力2021/7/29結構振動控制技術研究與應用論文研究內(nèi)容任務海洋平臺振動控制技術研究的意義及現(xiàn)狀1、緒論31.結構振動控制技術研究與應用（一）被動控
2、制方法被動控制方法是最早發(fā)展起來的結構振動控制技術，已形成了較完整的體系。被動控結構簡單、造價低、易于維護且無需外加能源等優(yōu)點。但是，缺乏跟蹤和調(diào)節(jié)的能力，其控制效果一般依賴于外載荷的譜特性和結構的動態(tài)特性。（二）主動控制主動控制需要較大的外加能源才能夠提供所需的控制力，在地震等特別環(huán)境下，外加能源不能夠得到保證，而且也不能夠滿足社會提倡的節(jié)能要求。4江蘇科技大學霍發(fā)力2021/7/29（三）半主動控制半主動控制以被動控制為主體,其控制原理與結構主動控制基本相同。它根據(jù)系統(tǒng)輸入的變化和對系統(tǒng)輸出的要求,實時調(diào)節(jié)系統(tǒng)中某些環(huán)節(jié)的剛度、慣性以及阻尼特性,從而使系統(tǒng)能獲得良好的振動特性，只是實施控制
3、力的作動器需要少量的能量調(diào)節(jié)以便使其主動地甚至可以說巧妙地利用結構振動的往復相對變形或相對速度，盡可能地實現(xiàn)主動最優(yōu)控制力。半主動控制能夠運用很少的外界能量實現(xiàn)接近主動控制的效果，現(xiàn)在是國內(nèi)外研究的熱點。5江蘇科技大學霍發(fā)力2021/7/292海洋平臺振動控制技術研究的意義及現(xiàn)狀1.3.1海洋平臺振動控制研究的意義(1)陸上資源的枯竭，海洋油氣資源得到國內(nèi)外的重視，海洋平臺數(shù)量劇增。(2)海洋平臺所處環(huán)境惡劣，而且隨著工作水深的增加，平臺振動加劇，影響到平臺安全。(3)現(xiàn)在海洋平臺響應已經(jīng)是評價安全性的指標之一。1.3.2海洋平臺振動控制技術的發(fā)展海洋平臺的振動控制技術屬于前沿的研究方向，仍處
4、于理論探索階段，當前的研究成果也十分有限。對平臺的振動控制的試驗研究國內(nèi)主要有：歐進平、張紀綱等對冰和地震載荷作用下的振動控制試驗研究。對波浪載荷的研究主要在理論上，波浪載荷振動控制水池試驗國內(nèi)外還沒有。3論文研究內(nèi)容任務(1)研究波浪力的數(shù)值模擬方法，以及海洋平臺動力響應特性。(2)研究模糊控制理論和滑移模態(tài)控制。(3)研究基于磁流變阻尼器的海洋平臺半主動控制方法及數(shù)值模擬。(4)設計海洋平臺MRFD半主動控制水池模型試驗方案，及減振效果的數(shù)值模擬。(5)進行水池模型試驗。7江蘇科技大學霍發(fā)力2021/7/29引言隨機波浪力的確定隨機波浪理論線性波浪理論Morison方程2、隨機波浪荷載計算
5、方法8江蘇科技大學霍發(fā)力2021/7/292.2線性波浪理論認為波動面是水面呈簡諧形式的起伏運動。水質(zhì)點的運動是以平衡位置為圓心的圓周運動，即以圓頻率作簡諧振動。計算波浪中水質(zhì)點在水平和垂直方向的運動速度如下：2.3隨機波浪理論海洋中的波浪是隨機的，具有統(tǒng)計規(guī)律，隨機波浪理論是運用概率統(tǒng)計原理對海浪進行研究。9江蘇科技大學霍發(fā)力2021/7/29譜分析是闡明海浪的能量相對于波浪頻率或其它獨立變量分布規(guī)律，建立其函數(shù)關系。常見的波浪頻譜包括：P-M譜、JONSWAP譜、文氏譜、Wallops譜等，本文運用JONSWAP譜計算波浪頻譜。大量經(jīng)驗表明：JONSWAP譜和實測結果是吻合的，而且它可以適
6、用于不同成長階段的風浪，因此得到廣泛的應用。用有效波高和峰值頻率表示如下：10江蘇科技大學霍發(fā)力2021/7/292.4Morison方程以繞流理論為基礎的半理論半經(jīng)驗公式。通過一定的假定可以得到D/L<0.2時柱體上波浪力的計算公式如下：2.5隨機波浪力的確定(1)時域計算方法基于線性波浪理論，運用Morison方程仿真波浪力可以得到：(2)頻域計算方法11江蘇科技大學霍發(fā)力2021/7/29引言數(shù)值算例振動控制方程平臺振動響應3、海洋平臺隨機振動響應分析12江蘇科技大學霍發(fā)力2021/7/293.2振動控制方程本文采用精度較高的有限元法來確定平臺振動方程。海洋平臺運動方程可以表示為：3.3
7、平臺振動響應3.3.1時域分析常用的數(shù)值解法有威爾遜法、紐馬克法和中心差分法。3.3.2頻域分析可以求得平臺位移、速度和加速度的譜密度函數(shù)為：13江蘇科技大學霍發(fā)力2021/7/293.4數(shù)值算例模擬位于墨西哥灣海域一導管架海洋平臺，水深125m，水面處樁腿直徑為1.6米，海底處樁腿直徑為3米。該平臺共離散為390多個單元。根據(jù)當?shù)睾Ｓ蚯闆r，選取JONSWAP譜來描述海況，波浪的周期為8s，有效波
