深水自升式海洋平台振动控制技术研究

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深水自升式海洋平台结构柔性大,工作环境恶劣,在长期、连续的环境载荷作用下,平台结构振动更加明显,易诱发结构破坏,导致平台倒塌等事故的发生,因此,深水自升式海洋平台的振动控制技术具有十分重要的研究意义。本文在充分了解国内外有关结构振动控制理论和技术的基础上,结合线性波浪理论和Morison方程,采用谱分析方法计算随机波浪力,分析了深水自升式海洋平台在随机波浪载荷下的动力响应特性,在此基础上提出了一种基于BP神经网络的磁流变阻尼半主动控制方法,并通过模型试验对该方法进行了验证。本文主要研究内容包括:1.建立了深水自升式海洋平台结构振动方程,分别给出了时域和频域的求解方法,并以一典型深水自升式海洋平台为例,对平台的振动响应进行了数值仿真,给出了平台的振动响应特征。2.建立了深水自升式海洋平台结构振动控制方程,基于BP神经网络、采用磁流变阻尼器作为半主动控制装置,提出了一种深水自升式海洋平台结构振动半主动控制方法,并以一典型深水自升式海洋平台为例进行了减振效果的数值仿真。3.以某典型深水自升式海洋平台为原型,根据动力相似准则、按照1:40的缩尺比设计了深水自升式海洋平台试验模型,设计模型试验方案,并对神经网络磁流变阻尼半主动控制方法的模型试验进行了数值仿真。4.实际制作深水自升式海洋平台试验模型和神经网络磁流变半主动控制系统,并在造波水池中完成模型试验,对平台模型在多种规则波和随机波作用下的减振效果进行了试验研究,并对结果进行了分析和比较。
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