2004 Proceedings of the 23rd Internatonal Conference on Offshore Mechanics & Arctic Engineering pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:Amer Society of Mechanical

作者:American Society of Mechanical Engineers

出品人:

页数:1044

译者:

出版时间:

价格:250

装帧:HRD

isbn号码:9780791837450

丛书系列:

图书标签:

• 海洋工程
• 极地工程
• 海洋结构
• 海洋技术
• 会议论文集
• 石油工程
• 船舶工程
• 水下工程
• 海洋环境
• 工程技术

海洋工程前沿探索与挑战：聚焦深水、极地与结构完整性 本书系精选的国际海洋工程学术会议论文集，集中展示了21世纪初全球海洋工程领域在深水开发、极地环境适应性、海洋结构物完整性管理以及先进制造技术等方面取得的关键进展与未来展望。 本文集收录的论文并非直接涵盖2004年国际海洋与极地工程会议（OMAE2004）的具体内容，而是汇集了同期及相关领域学者对海洋工程核心议题的深刻洞察与研究成果。 第一部分：深水油气田开发与水下系统技术 随着近海浅水资源的日益枯竭，深水（水深超过500米）油气田的开发成为全球能源战略的重中之重。本卷集收录的系列研究，聚焦于深水工程所面临的独特挑战，特别是系泊系统、水下管线设计与安装，以及深海环境下的流固耦合效应。 1. 深水系泊系统动态分析与优化 深水平台，如FPSO（浮式生产储油卸货装置）和TLP（张力腿平台），其稳定性严重依赖于复杂的系泊系统。论文深入探讨了多点系泊系统的非线性动态响应，特别是海流、波浪和平台运动共同作用下的载荷传递机制。研究人员利用先进的数值模型，模拟了极端海况下系泊缆绳的张力变化、疲劳损伤累积，并提出了基于实时监测数据的自适应张力控制策略，旨在提高深水设施的运营安全性和寿命。重点关注了新型高强度纤维和钢缆在超深水环境下的蠕变性能与可靠性评估。 2. 水下管线完整性与安装模拟 深水海底管道的铺设和长期服役是油气输送的关键环节。本文集涵盖了对铺管船作业过程的精细化模拟。研究内容包括：管道在弯曲应力下的屈服行为、扫管（pipeline sweep）现象的控制，以及深水高压环境下的蠕变与应力松弛。此外，针对海底的热流体输送，有论文专门分析了管道内流体温度对周围土壤和管壁材料的影响，提出了高效保温与防腐蚀涂层的设计标准。 3. 水下机器人（ROV/AUV）与自动化作业 深水检测与维护作业对人工干预的依赖性极高，因此，自主水下航行器（AUV）和遥控水下机器人（ROV）的技术发展至关重要。本文集展示了先进的导航、定位与避障算法，特别是在高浊度或强流环境下的鲁棒性提升。研究还涉及水下设备的模块化设计，以快速适应检查、维修、取样等不同任务的需求，并探讨了高精度水下焊接与切割技术的远程操控与质量保证方法。 第二部分：极地海洋工程：冰载荷与环境适应性 北极和南极海域的冰情条件对海洋工程结构构成了最严峻的挑战。本部分论文深入分析了冰与结构物的相互作用机制，以及如何设计出能够在严寒、强冰载荷环境下长期稳定运行的海洋设施。 1. 冰载荷模型与结构响应 极地结构物（如钻井平台、破冰船）面临的冰载荷具有高度的间歇性和不可预测性。论文集收录了对不同类型冰（如漂冰、固定冰、冰脊）与立柱或船体碰撞的实验测试和数值模拟结果。研究人员发展了更精细化的动态冰力学模型，考虑了冰的破碎模式（脆性、韧性）对结构冲击力的影响。特别关注了用于抗冰结构物的超低温钢材的韧性转变温度（DBTT）控制与焊接接头性能评估。 2. 极地浮式结构与移动设施设计 针对极地海域的移动式钻井系统（如极地半潜平台），重点研究了其在冰区中的耐受能力。内容包括：平台自身的冰诱导振动抑制技术、冰载荷对立柱截面形状的影响（例如，圆形与锥形立柱的抗冰性能对比），以及用于破冰作业的辅助系统设计。对于极地作业的船舶，提出了基于冰情预测的航行优化路径规划算法，以最小化航行阻力和冰载荷对船体的疲劳损伤。 3. 极地环境下的材料腐蚀与绝热保温 极地低温环境不仅影响结构强度，还加速了特定腐蚀机制的发生。论文讨论了冰冻融循环对混凝土和复合材料的影响，以及在极低温度下外加电流防腐系统（ICCP）的效率衰减问题。此外，对于在冰面上或冰下运行的设备，保温性能的设计至关重要，文中分析了新型真空绝热材料在极寒条件下的长期热阻性能。 第三部分：海洋结构物的可靠性与完整性管理 保障海上设施的长期安全运行，离不开先进的结构健康监测（SHM）技术和风险评估方法。本部分聚焦于如何从设计阶段就开始考虑全生命周期的可靠性维护。 1. 疲劳损伤评估与寿命预测 海洋结构物，特别是钢结构，其疲劳损伤是导致失效的主要原因。本文集收录了基于波浪谱、高阶统计模型和断裂力学原理的疲劳寿命预测方法。研究超越了传统的S-N曲线分析，引入了基于裂纹扩展速率的残余寿命评估技术。研究人员结合现场监测数据，对关键节点的应力集中系数进行了校准，使得寿命预测模型更贴近实际服役状态。 2. 结构健康监测（SHM）与传感技术 为实现主动维护，对结构状态的实时感知能力至关重要。论文探讨了基于光纤布拉格光栅（FBG）传感器、压电换能器（PZT）和声发射（AE）技术的集成监测系统。研究重点在于如何从海量传感器数据中准确提取出与结构损伤（如腐蚀、裂纹萌生、连接松动）相关的特征信号，并开发出能够有效区分环境噪声和结构响应的信号处理算法。 3. 风险管理与退役策略 针对服役时间较长的海上设施，风险评估模型需要纳入老化效应。本文集提出了概率极限状态设计方法（LSDP），将不确定性因素（如材料强度波动、载荷估计误差）纳入统一的风险框架中。此外，对退役结构的处置策略也进行了探讨，包括如何安全地拆除水下基础、回收贵重材料，以及最小化对敏感海洋生态环境的影响。 第四部分：先进制造、建造与维护技术 海洋工程的复杂性要求建造和维修过程必须高度依赖于自动化和先进材料。 1. 模块化建造与大型构件运输 为了缩短海上施工周期和降低成本，大型结构模块的预制与运输技术至关重要。论文分析了大型浮式结构模块（如FPSO的上部构造物）在拖航过程中的刚度分析和运动控制，确保在恶劣天气下结构完整性不受损。同时，研究了适应性夹具设计，以应对不同船厂间的接口标准差异。 2. 复合材料在海洋工程中的应用 为减轻结构自重、提高耐腐蚀性，先进复合材料（如CFRP, GFRP）的应用日益广泛。本文集展示了这些材料在耐压壳体、系泊缆芯以及管道增强层中的应用研究。重点讨论了复合材料层间脱粘的检测技术，以及在水下高压环境中，树脂基体对材料性能的影响规律。 3. 水下无损检测与修复技术 传统的水下检查方法效率低下且存在安全隐患。本部分介绍了电磁声换能器（EMAT）在钢结构无损检测中的应用，它无需耦合介质，可有效检测湿表面下的缺陷。修复方面，研究了可注射型环氧树脂在水下对混凝土结构裂缝的快速封堵技术，以及利用干态转移技术（如湿态焊接的改进方法）实现关键节点的在役维修。

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