海洋工程结构基础培训讲义
海洋工程工程分析课件
工程分析的意义和目的
工程分析是通过对特定工程项目的内外 部环境、技术条件、经济因素等进行全 面、系统、深入的分析，为工程项目决
策提供科学依据。
工程分析可以帮助决策者了解项目实施 过程中可能面临的风险和挑战，预测项 目的发展趋势，评估项目的可行性和经
02
工程环境分析
地理环境分析
01
02
03
海岸线
海岸线是海洋工程的重要 地理因素，其变化可能影 响工程的选址和设计。
地形地貌
海洋工程所在地形地貌的 不同可能影响工程的施工 难度和结构安全。
地质条件
地质条件如土质、岩石类 型和地下水位等对工程的 桩基、锚定等基础设计有 重要影响。
气象环境分析
风
风向、风速和持续时间对 海洋工程的施工和运行有 重要影响。
等。
波浪载荷计算
1 2
基于经验的波浪载荷计算方法
根据实际观测数据和经验公式计算波浪载荷。
基于物理学的波浪载荷计算方法
通过物理模型和数值模拟计算波浪载荷。
3
两种方法的比较和结合
在实际工程中，通常需要将基于经验的计算方法 和基于物理学的计算方法相结合，以获得更准确 的结果。
波浪载荷的效应分析
结构物稳定性
使用有限元方法进行结构离散，将连续结构划分为由节点连接的 离散单元。
边界条件与载荷
考虑结构受到的外部约束和作用力，如重力、波浪载荷等。
材料属性
包括弹性模量、泊松比、密度等，用于描述结构的力学性质。
结构动力学方程的建立
动力学基本方程
根据牛顿第二定律，建立关于节点位移、速度和加速度的 方程。
海洋工程学科前沿讲座课件
海洋观测网建设案例
总结词
海洋观测网是获取海洋环境信息的重要手段，通过案例分析，了解海洋观测网建设的技 术、经济和环境影响。
详细描述
海洋观测网建设涉及观测平台建设、传感器布设、数据传输等多个环节，需要解决海洋 环境复杂多变、观测设备维护等问题。案例分析将介绍国内外海洋观测网建设的典型案 例，包括技术方案、经济投入以及环境影响等方面的内容，为海洋观测网建设提供参考
技术创新的机遇
技术创新为海洋工程带来了前所未有的机遇，例如新型材料、新型结构、新型 能源等，这些新技术将极大地推动海洋工程的发展，提高工程的安全性、稳定 性和经济性。
国际合作与竞争的挑战与机遇
国际合作与竞争的挑战
随着海洋资源的日益重要，各国在海洋工程领域的竞争也日益激烈，同时国际合 作的机会和挑战也并存。如何在激烈的国际竞争中保持领先地位，同时寻求国际 合作的机会，是当前面临的重要挑战。
国际合作与竞争的机遇
国际合作与竞争也带来了前所未有的机遇，通过国际合作可以共享技术和资源， 共同解决海洋工程中的难题，同时也可以开拓更广阔的市场和商业机会。
未来发展方向与趋势
深海工程
海洋可再生能源
随着深海资源的开发和利用，深海工程将 成为未来海洋工程的重要发展方向，包括 深海油气田、深海矿物开采等领域。
海洋观测与探测技术
海洋环境监测
通过卫星遥感、浮标、无人船等手段对海洋环境进行实时监测， 获取海洋气象、水文、化学等方面的数据。
深海探测技术
利用深海探测器、深海机器人等技术手段对深海进行探测，获取深 海地质、生物等方面的数据和样品。
海洋考古与历史研究
通过海洋考古和历史研究，了解人类在海洋活动中的历史和文化， 为现代海洋工程提供借鉴和参考。
海洋工程结构动力分析课件第三章环境载荷
其中： S ——圆柱体表面积
FFK
p dV V x
du dV V dt
Vu&
单位长度柱体上的Froude-Krylov力
FFK Au&
3、Morison公式
F
1 2
CD D
u
u
mu&
Au&
1 2
CD
D
u
u
Ca
Au&
Au&
1 2
CD
D
u
u
Ca
1
Au&
令 CM Ca 1
则：
赛车
卡车 摩托车
0.7-1.3
0.5 0.2 - 0.3 0.8 - 1.0 1.8
2、升力(lift force)
FL
CL
D 2
u2
其中：
CL CL (Re, Kc, ks D , e)
——升力系数(lift coefficient)
33, 000 Re 66, 000
104 Re 3104
入射波势函数
i
i
gH 2
cosh[k (z d )] ei(kxt) cosh(kd )
或
i
i
gH 2
cosh[k (z d )] eiteikr cos cosh(kd )
eikrcos cos kr cos i sin kr cos
J0 (kr) 2 (1)m J2m (kr) cos(2m ) i 2 (1)m J2m1(kr) cos(2m 1)
t
Ur0
cos
r0 cos
U t
其合力为：
P
海洋工程设计基础知识
海洋工程设计基础知识1. 引言海洋工程设计是一门涵盖海洋科学、工程技术和环境保护等多领域知识的学科。
它关注的是如何在海洋环境中设计和建造工程设施，以满足人类的需求。
本文将介绍海洋工程设计的基础知识，包括海洋环境、海洋工程设计的步骤以及相关技术和方法。
2. 海洋环境海洋环境是指海洋中的各种自然条件和特征，包括水深、海流、浪高、海底地形等。
了解海洋环境对于海洋工程设计至关重要，因为不同的海洋环境条件会对工程设施的设计和建造产生不同的影响。
2.1 水深水深是指海洋中某一点到海底的垂直距离。
水深的测量可以通过声纳等技术来完成。
在海洋工程设计中，水深的大小对于确定工程设施的稳定性、航行路径的选择等都有重要的影响。
2.2 海流海流是指海洋中水流的运动。
海流的流向和流速对于海洋工程的设计和施工都有重要的影响。
海流的大小和方向可以通过浮标观测、船舶测流等方法进行测量。
2.3 浪高浪高是指波浪的高度。
浪高的大小和频率对于海洋工程的设计和施工都有重要的影响。
浪高的测量可以通过浮标观测、雷达、激光等方法进行。
2.4 海底地形海底地形是指海洋底部的地形和地貌特征。
了解海底地形对于海洋工程的设计和布设很重要，因为海底地形的变化会对工程设施的选择和布设产生影响。
海底地形可以通过声纳、激光等技术进行测量。
3. 海洋工程设计的步骤海洋工程设计是一个复杂的过程，通常包括以下步骤：3.1 需求分析在海洋工程设计之前，需要先明确设计的目标和需求。
这包括对工程设施的功能、性能要求等进行分析和界定。
3.2 环境评估在进行海洋工程设计之前，需要先进行环境评估，了解海洋环境的特征和条件，以便确定工程设施的设计参数和限制条件。
3.3 方案设计根据需求和环境评估的结果，进行海洋工程的方案设计。
这包括选择适当的工程设施类型、确定工程设施的主要参数等。
3.4 详细设计在方案设计确定后，进行海洋工程的详细设计。
这包括绘制设计图纸、计算工程设施的结构和力学参数等。
船舶与海洋工程结构物强度课件
船舶与海洋工程结构物强度课件船舶与海洋工程结构物强度是海洋工程领域中非常重要的课程，涉及到船舶和海洋工程结构物的设计、建造和运行过程中所需的强度学知识。
这门课程通常包括以下内容：1. 结构力学基础，介绍结构力学的基本原理，如受力分析、应力、应变、材料力学等，为后续学习提供基础。
2. 船舶结构强度，讲解船舶结构的设计原理、材料选择、受力分析等，包括船体、甲板、舱壁等部位的强度计算和评估。
3. 海洋工程结构物强度，涵盖海洋平台、海底管道、海洋风电等结构物的强度设计与评估，考虑海洋环境、载荷、材料等因素。
4. 疲劳与断裂力学，介绍材料疲劳与断裂的基本理论，以及在船舶与海洋工程结构中的应用和影响。
5. 结构可靠性与安全评估，讲解结构可靠性理论，以及如何对船舶和海洋工程结构进行安全评估和风险分析。
这门课程的学习对于从事船舶与海洋工程结构设计、工程管理、海洋资源开发等领域的工程师和研究人员来说至关重要。
学生通过学习这门课程可以掌握船舶与海洋工程结构物的强度设计与评估方法，提高工程实践能力，为相关领域的发展和创新做出贡献。
在课件设计方面，通常会包括理论讲解、案例分析、实例演练等多种教学手段，以帮助学生深入理解课程内容。
课件可能包括文字、图片、表格、动画等多种形式，以便更好地呈现和解释相关的知识点和案例。
同时，课件设计也应该注重与工程实际的结合，引入真实的工程案例和实践经验，帮助学生将理论知识应用到实际工程中去。
总的来说，船舶与海洋工程结构物强度课件应该全面系统地介绍相关的理论知识和实际应用，帮助学生掌握强度设计与评估的基本原理和方法，培养工程实践能力，促进相关领域的发展与创新。
海洋工程结构
➢ 3)small-diameter hydraulic line, used to power the seabed BOP
6
法国IFP和Framatome公司CLIP隔水管 从20世纪80年代起,法国石油研究院(IFP)和Framatome公司就在开发CLIP隔水管, 如图3~4。开发CLIP隔水管的主要目的是为了提供快速和安全连接的隔水管接头, 来满足大直径、超深水钻井所需的高压力压井和节流管线的连接需要。目前,已经
➢ Riser joint is equipped with syntactic foam buoyancy modules to reduce the weight in water.
11
Low-pressure Drilling Riser
peripheral lines:
➢ 1)kill and choke lines, used to communicate with the well and circulate fluid in the event of a gas kick for which the seafloor blowout preventer(BOP) has to be closed;
为Pride International公司制造了2套系统,Pride International公司已经在Pride Africa和Pride Angola钻井船上使用。
7
2024年海洋工程建设行业培训资料
未来，海洋工程建设行业将继续保持快速发展态势，并向深 海、远海等领域拓展。同时，随着环保意识的提高和可持续 发展的要求，绿色、智能、安全将成为海洋工程建设的重要 方向。
政策法规与标准规范
政策法规
各国政府普遍重视海洋工程建设行业的发展，制定了一系列相关法规和政策，如海洋环 境保护法、海域使用管理法、海洋工程安全管理规定等，以规范行业行为，保障海洋生
包括安全管理制度、安全责任制、安全操作规程 等。
实施安全管理体系
通过培训、宣传、检查等手段，确保安全管理体 系的有效实施。
3
评价实施效果
定期对安全管理体系的实施效果进行评价，发现 问题及时改进。
风险评估方法论述
风险识别
通过对海洋工程建设过程中可能 出现的风险因素进行识别和分析
。
风险评估
采用定性和定量评估方法，对识别 出的风险进行评估和排序。
探讨如何将生态修复和资源循环利用技术应用于海洋工程建设中，提出具体的实施方案和建议，如建设 人工鱼礁、开展增殖放流等。同时，也需要考虑如何平衡经济效益和生态效益的关系，确保方案的可行 性和可持续性。
CHAPTER 05
安全管理与风险评估方法论述
安全管理体系建立及实施效果评价
1 2
建立海洋工程建设安全管理体系
拓展市场策略制定及实施效果评价
市场调研与分析
分享拓展市场前的调研方法和工具，包括目标市场选择、竞争对 手分析、客户需求洞察等。
营销策略与品牌推广
探讨如何制定有效的营销策略，提升品牌知名度和影响力，以及在 目标市场中建立良好口碑的途径。
合作模式与伙伴关系建立
分析在拓展市场过程中，如何选择合适的合作模式和建立稳固的伙 伴关系，实现共赢发展。
海洋工程结构动力分析课件第12章
2 Am Tw
2Am
Am ——振荡流幅值
对于简谐振荡流
Kc 2 Am D
2、振荡流的顺流向力
Hydrodynamic mass force
F
1 2
CD D
u
u
mu
Au
式中：
Froude-Krylov force
m ——附加质量
A ——圆柱体体积
计算附加质量 m
速度势函数
U r02 cos r
Ab AT
Ab ——杆件迎风向的投影面积之和；
AT ——结构迎风向的投影面积。
风速u计算
u
(
z
)
z h
1
n
u
(h)
式中： u(h) ——海面上10m高度处的风速；
z ——海平面上的高度。
凸凹不平的海岸 无障碍海面持续风
n=3
n = 7~8
阵风 n = 12~13
流速u计算
ut
(z)
1
z d
1
7
ut
(0)
uw
(z)
1
z d
uw
(0)
式中： d z
——水深； ——水面下的距离；
ut (0) ——海平面的潮汐流流速； uw (0) ——海平面的风海流流速。
则： u ut uw uwave
2.2 结构上的波浪荷载
2.2.1 弹性圆柱体
F
CD
D 2
uv
u v CM 2
D2 4
4
比较
得：
CM
4
A(kr0 ) (kr0 )2
与Froude-Krylov力的关系
p i t
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与其他设计专业的界面
与其他设计专业的界面
● 总图注意结构的尺寸必须与总图一致。结构需要考
虑支撑梁的翼缘的宽度
总图边线
结构轴线
与其他设计专业的界面
各专业提供的设备的重量重心（重控报告） 总体专业对于设备布置的应尽量使重量均匀，
尽量减少偏心
与其他设计专业的界面
结构专业对其他专业的空间影响，需要核对
通道位置
与业主和其他承包商的界面
界面数据 ●环境数据 ●水文环境报告，包括风，波浪，流，冰，水温等 ●地震环境评价，加速度，土壤反应谱 ●安装环境数据 ●地质调查报告，评价桩，防沉板
选择设计条件是业主的责任。
与业主和其他承包商的界面
界面数据 ●水深 ●水文环境报告，包括风，波浪，流，冰，水温等 ●地震环境评价，加速度，土壤反应谱 ●安装环境数据 ●地质调查报告，评价桩，防沉板
结构安装方案
组块结构安装 ●装船（吊装，拖拉装船） ●海上吊装，浮托法安装 导管架安装 ●装船（吊装，拖拉装船） ●海上吊装，滑移下水。
与其他设计专业的界面
● 结构专业在平台设计流程中的位置
油藏ห้องสมุดไป่ตู้发 工艺专业
机械 电气
总体
组块结构 导管架结构
仪表通讯
与其他设计专业的界面
●需要其他专业的基础数据
1. 尺度面积要求（总图） 2. 支撑荷载要求（各专业设备、材料重量重心，支撑形式） 3. 平台空间要求（通道空间要求，设备空间要求，避免碰撞）
结构计算初步
组块结构计算基础 ●总图 ●确定主要结构支撑，主梁布置，斜撑布置，确定初步
草图。 ●计算模型建立（SACS模型） ●其他专业荷载，包括干重，操作重 ●平台活荷载布置原则（走道，设备维修区，卸货区） ●模型加载计算，分析计算结果，调整杆件尺寸。
结构计算初步
导管架结构计算基础 ●总图（轴线间距），附件数量和位置。 ●确定主要结构支撑，确定初步草图。 ●计算模型建立（SACS模型） ●组块荷载，包括干重，操作重 ●模型加载计算，分析计算结果，调整杆件尺寸。
海洋工程结构基础培训
目录
1. 结构专业的主要工作范围 2. 结构专业与其他设计专业的界面 3. 结构专业与业主和其他承包商的界面 4. 结构专业设计需要注意的问题
主要工作范围
平台图片
主要工作范围
● 目的：为整个海上开发提供支撑平台
● 平台组块结构设计 ● 导管架结构设计 ● 平台其他附属构件设计