海工结构的不确定性与极留数方法对它的有效动力分析

批准号:
51879250
项目类别:
面上项目
资助金额:
65.0 万元
负责人:
李华军
依托单位:
学科分类:
E1101.海岸工程与海洋工程
结题年份:
2022
批准年份:
2018
项目状态:
已结题
项目参与者:
杜君峰、曹倩影、丛帅、常安腾、赵树杰、杨敏、孟昭翰、胡凡俊
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中文摘要
海洋工程存在的不确定性包括激励的随机性和海工结构的不确定性。随机激励的不确定性可以用随机理论考虑,而结构本身的不确定性经常被忽略。造成海工结构的不确定因素众多,例如初始系统参数测量不准确,结构运动过程中附加质量和水动力阻尼的产生,系泊系统等子结构的作用以及服役期间水下结构腐蚀和海洋生物的附着等。在求解结构动力响应或进行可靠性分析时,诸多学者将该不确定性因素忽略,利用参数估计值对结构进行确定性动力分析;有的学者考虑到不确定性因素,通过将不确定参数进行参数摄动展开进行求解,但该类方法仅能得到其近似值,且不适应于恶劣海况。本项目创新性地发展一种海工结构的不确定性动力响应计算方法,综合考虑载荷的随机性和结构参数的不确定性,利用概率方法求解结构的可靠度。在求解结构的动力响应时,本项目提出的极留数计算方法,将计算过程中最为复杂的卷积形式转换成简单的代数形式,可以有效提高计算的效率和精确度。
英文摘要
Uncertainty in many engineering problems include the random excitation and uncertain system parameters. The random excitation can be considered by developing the random theory,but the uncertainty of the offshore structure is always ignored. The uncertainty for system parameters include material properties, the added mass and potential damping, the influence of the substructure, the corrosion depth of the underwater structure, marine growth and so on. When computing the dynamic response or analyzing the reliability of the structure, the uncertain factors are usually ignored by many researchers and the estimated values are utilized to perform the deterministic dynamic analysis. Also, some researchers consider this uncertain factors and solve the dynamic equation by perturbation expansion, but this method only obtain the approximation outcomes and does not apply to severe sea condition. This proposal aims to develop a new Pole-Residue method to compute the dynamic response which the complicated convolution integral will be substituted by the simple algebraic form, so the efficiency and accuracy of the computation is significantly improved.
海工结构的不确定性是海洋工程不确定性的重要组成部分,在实际工程设计分析中,科学合理地考虑各种不确定因素对结构动力响应的影响,能够显著减小结构设计冗余度、提高结构可靠度。本项目围绕不确定海工结构动力分析的关键科学问题和技术难点开展研究,完成了计划书所列的全部研究内容,未进行调整或变动,达到了预期研究目标。取得的主要研究进展包括以下五个方面:1)海工结构参数不确定模型确立方法;2)确定激励作用下不确定性海工结构动力响应的极留数计算方法;3)随机激励作用下海工结构动力响应统计值解析计算方法;4)随机激励作用下不确定性海工结构可靠性设计分析方法;5)基于极零点的海工结构不确定参数识别技术。在本项目的资助下,在本领域权威期刊Journal of Mechanical Engineering,Ocean Engineering,Renewable Energy,Applied Ocean Research和Probabilistic Engineering Mechanics等发表科研论文18篇,其中SCI收录论文16篇,授权软件著作权1项,授权国家发明专利3项,培养研究生7人。项目研究成果可为海工结构不确定性分析和风险评估提供新的技术手段支持。
期刊论文列表
专著列表
科研奖励列表
会议论文列表
专利列表
Inverse modeling of damping and soil-structure interface for monopiled offshore wind turbines
单桩海上风力发电机阻尼和土壤-结构界面的反演建模
DOI:10.1016/j.oceaneng.2020.108079
发表时间:2020
期刊:Ocean Engineering
影响因子:5
作者:Shuai Cong;Sau-Lon James Hu;Hua-Jun Li
通讯作者:Hua-Jun Li
FRF-based pole-zero method for finite element model updating
基于FRF的有限元模型更新的零极点方法
DOI:10.1016/j.ymssp.2022.109206
发表时间:2022
期刊:Mechanical Systems and Signal Processing
影响因子:8.4
作者:Shuai Cong;Sau-Lon James Hu;Hua-Jun Li
通讯作者:Hua-Jun Li
Evaluating response of simple oscillators to a particular kind of time–frequency non-separable evolutionary stochastic processes
评估简单振荡器对特定类型时频不可分离演化随机过程的响应
DOI:10.1016/j.probengmech.2020.103076
发表时间:2020-07
期刊:Probabilistic Engineering Mechanics
影响因子:2.6
作者:Qian-Ying Cao;Sau-Lon James Hu;Huajun Li
通讯作者:Huajun Li
Laplace-Time Domain Method for Computing Dynamic Response of Linear Systems to Arbitrary Intermittent Loadings
计算线性系统对任意间歇载荷动态响应的拉普拉斯时域方法
DOI:10.1061/(asce)em.1943-7889.0001721
发表时间:2020-02
期刊:Journal of Engineering Mechanics
影响因子:3.3
作者:Sau-Lon James Hu;Shuai Cong;Hua-Jun Li
通讯作者:Hua-Jun Li
An impedance-based pole-zero method for estimating complex material parameters of piezoceramic plates
基于阻抗的零极点方法估计压电陶瓷板的复杂材料参数
DOI:10.1088/1361-665x/ac9e2b
发表时间:2022-12-01
期刊:SMART MATERIALS AND STRUCTURES
影响因子:4.1
作者:Cong, Shuai;James Hu, Sau-Lon;Li, Hua-Jun
通讯作者:Li, Hua-Jun
多场多体多尺度耦合及其对海工装备性能与安全的影响机制
- 批准号:--
- 项目类别:--
- 资助金额:6000万元
- 批准年份:2020
- 负责人:李华军
- 依托单位:
柔性结构流固耦合非线性体系时频分析、系统识别及模型修正
- 批准号:51379197
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:82.0万元
- 批准年份:2013
- 负责人:李华军
- 依托单位:
基于模型定阶和噪声消除技术的海洋平台结构模态参数识别方法研究
- 批准号:51079134
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:37.0万元
- 批准年份:2010
- 负责人:李华军
- 依托单位:
深海资源开发新型立管系统的基础科学与关键技术
- 批准号:50739004
- 项目类别:重点项目
- 资助金额:190.0万元
- 批准年份:2007
- 负责人:李华军
- 依托单位:
环境载荷作用下海洋平台结构的摸态参数识别与损伤诊断技术的研究
- 批准号:50479027
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:27.0万元
- 批准年份:2004
- 负责人:李华军
- 依托单位:
海洋平台结构系统的辨识和结构振动控制技术的研究
- 批准号:50179014
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:22.0万元
- 批准年份:2001
- 负责人:李华军
- 依托单位:
潜艇纯方位跟踪与定位技术的研究
- 批准号:69572015
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:9.2万元
- 批准年份:1995
- 负责人:李华军
- 依托单位:
国内基金
海外基金
