海洋工程是指在海洋環(huán)境中進(jìn)行的工程活動(dòng)，包括海洋資源開(kāi)發(fā)、海洋能源利用、海洋交通運(yùn)輸、海洋環(huán)境保護(hù)等方面。海洋工程在資源開(kāi)發(fā)、能源利用、交通運(yùn)輸、環(huán)境保護(hù)和科學(xué)研究等方面具有重要的作用。通過(guò)合理規(guī)劃和科學(xué)管理，可以實(shí)現(xiàn)海洋資源的可持續(xù)利用和海洋環(huán)境的保護(hù)，促進(jìn)人類社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展。

在海洋工程領(lǐng)域，Abaqus軟件的應(yīng)用具有舉足輕重的地位。在這個(gè)領(lǐng)域，Abaqus軟件憑借其出色的解決復(fù)雜非線性動(dòng)力學(xué)問(wèn)題的能力，積累了豐富的經(jīng)驗(yàn)。無(wú)論是美國(guó)的船級(jí)社（ABS），還是中國(guó)的船級(jí)社，以及其他國(guó)家的船級(jí)社，都選擇了Abaqus軟件作為他們的主要分析軟件。

海洋工程的理論建模

海洋平臺(tái)的安全分析

 "南海五號(hào)"是一款由挪威設(shè)計(jì)的"Pacesetter"型半潛式鉆井平臺(tái)，設(shè)計(jì)壽命為20年。我們采用了獨(dú)特的設(shè)計(jì)波方法和三位線性水動(dòng)力理論，并自行開(kāi)發(fā)軟件進(jìn)行波浪載荷計(jì)算。有限元模型的前處理全程使用PATRAN軟件，后處理則依賴Abaqus軟件。該模型共有150320個(gè)節(jié)點(diǎn)和273065個(gè)單元，根據(jù)DNV規(guī)范對(duì)平臺(tái)在自存、作業(yè)、拖航狀態(tài)下的22個(gè)工況進(jìn)行了詳細(xì)的評(píng)估和評(píng)價(jià)。

潛式鉆井有限元分析

“渤海8號(hào)”海上自升式鉆井平臺(tái)始建于1980年，最大工作水深76.2米。多年的海上作業(yè)使得該平臺(tái)面臨嚴(yán)重的腐蝕和裂紋問(wèn)題。根據(jù)平臺(tái)的檢測(cè)結(jié)果、實(shí)際使用要求和狀況，我們對(duì)平臺(tái)的總體結(jié)構(gòu)進(jìn)行了強(qiáng)度分析，并對(duì)無(wú)損探傷發(fā)現(xiàn)的裂紋進(jìn)行了工程臨界評(píng)估。我們的目標(biāo)是要確定平臺(tái)當(dāng)前的的實(shí)際狀況是否滿足安全作業(yè)的要求。我們使用Abaqus軟件對(duì)平臺(tái)在預(yù)壓、自存、作業(yè)等24種工況進(jìn)行了極限強(qiáng)度分析，并對(duì)疲勞壽命進(jìn)行了預(yù)測(cè)。

自升式鉆井有限元分析

柔性復(fù)合結(jié)構(gòu)的動(dòng)力學(xué)分析

在研究水下建筑物和結(jié)構(gòu)的動(dòng)力學(xué)響應(yīng)時(shí)，我們關(guān)注的主要領(lǐng)域包括柔性、復(fù)合體大尺度流動(dòng)結(jié)構(gòu)、波能轉(zhuǎn)換、水產(chǎn)養(yǎng)殖結(jié)構(gòu)以及海上油氣田等。

海上油田建模

海上結(jié)構(gòu)在流冰荷載下的反應(yīng)分析

在有結(jié)冰的海域建造海洋工程結(jié)構(gòu)時(shí)，應(yīng)考慮冰對(duì)結(jié)構(gòu)的作用。冰荷載的主要作用形式有：

①巨大的冰原包圍結(jié)構(gòu)、整個(gè)海面處于冰覆蓋狀態(tài)。在潮流和風(fēng)作用下的大面積冰原呈整體移動(dòng)擠壓結(jié)構(gòu)。若結(jié)構(gòu)強(qiáng)度足夠 , 則冰原將被切入或破斷而移動(dòng) , 荷載呈周期性變化，結(jié)構(gòu)發(fā)生振動(dòng)。

②自由漂流的冰對(duì)結(jié)構(gòu)的沖擊力。

③由于氣溫驟變引起整體冰蓋層對(duì)結(jié)構(gòu)的擠壓力。

④凍結(jié)的冰蓋層因水位變化而產(chǎn)生對(duì)結(jié)構(gòu)的上拔力或下曳力以及冰塊對(duì)結(jié)構(gòu)的摩擦力等。上述第一種作用對(duì)結(jié)構(gòu)具有更大的危險(xiǎn)性。

在浮冰作用下的應(yīng)力圖以及豎向位移

港口碼頭分析

由于港口碼頭的所在地區(qū)的地理?xiàng)l件可能較為復(fù)雜，且需要承受水平?jīng)_擊力，因此在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上通常采用樁筏基礎(chǔ)，并設(shè)置部分水平受荷樁。對(duì)于這種結(jié)構(gòu)，樁土共同作用分析顯得尤為重要，以保證其穩(wěn)定性和可靠性。

總而言之，要做好海洋工程，需要全面規(guī)劃、科學(xué)設(shè)計(jì)、優(yōu)化施工管理、強(qiáng)化維護(hù)和監(jiān)測(cè)，ABAQUS軟件可以很好的幫助海洋工程很好地解決一系列的痛點(diǎn)。只有做好以上的一些要點(diǎn)，才能確保海洋工程的安全、可持續(xù)發(fā)展和社會(huì)接受度。