渤海海域的风特性统计分析.pdfVIP

维普资讯 0一》 ’ p7) ·| 渤海海域 的风特性统计分析 茔 段忠东 陆钦年 (暗尔滨建筑大学工程理论与鹰用研究所 ，暗尔宾 150001) 刘春厚 ‘杨 国金 ( 海石油公司海洋结杓材检舅 司，天津 300456) ^ 精 妻 利用静拇拇域 12十气象台站 1965~1986年20采年的定时嚣风贷料，境计确定丁谈海域年最大 风建的概率分布参教、常风向及风建相关系数F并 用谈海域Jz20-2平台二十辱季的连续舅风贷料和相关台站 20采年的定时测风资抖 坑计确定丁渤海辽东挎疲劳风速的概率分布及其分布参教，从而为谈海域的海洋结杓 物设计和疲劳累积损伤分析提供丁直接可用的风特性依据 ． 美■1同 年最大风速 疲劳鼠速 风建相关性 常风 向 引 言 海洋平台结构是海上油 (气)田开发的重要基础性结构，它们在使用过程中常年经受风、 海浪和海流的作用，在冬季还承受海冰的作用 。为了保障海洋结构的安全和寿命 ，海洋结构 的设计需要考虑这些环境荷载在一定基准期 (如30a或 50a等)内的最大值 ，而海洋结构的累 积损伤分析、耐久性设计和服役安全度评估则需要环境荷载的疲劳谱，如各等级风速在一年 ， 内的持续时间等 。 风不仅是海洋结构的主要环境荷载之一，而且它 与海浪的生成和大小密切相关 结构的 设计风荷载主要取决于年最大风速概率分布。目前 ，我国渤海海域海上石油平台结构设计风 ‘ 荷载主要参照相关陆地的年最大风速概率分布。然而，根据渤海海湾翔实的海上风速实测资 料 。统计确定该海域实际的年最大风速概率分布，对于台理地确定结构的设计风荷载具有更 重要的意义 。此外．处于恶劣海洋环境中的结构，在其服役过程中的累积损伤要远 比陆地结 构 明显和严重 为了比较准确地估算结构在不同使用期的累积拐伤和服役安全度。特 0需要 环境荷载疲劳谱 ，其 中风荷载疲劳谱是重点谱之一。风荷载疲劳谱主要取决于疲劳风速谱，即 年 内风速概率分布。它反映了年 内各等级风速发生的概率，据此可以推算各等级风速的年内 持续时间。年 内风速概率分布的统计确定需要多年的连续测风资料 ，代价高、资料难以获取 ， 收穑 日期 ；i9960807 维普资讯 l期 欧进萍等 ：糟海海域的风特性统计分析 因此，目前国内外还没有陆地和 (或)海上的疲劳风速谱 。 本文利用渤海海域 12个台站 1965~1986年 20余年的测风资料和Jz2O一2平台的短期连 续测风资料，统计分析该海域的风特性—— 年最大风速、疲劳风速 、风速相关性和常风 向等 ， 目的在于为该海域海上结构设计 、损伤分析、安全度评估以及海上作业提供依据。 ’ 1 风对结构的作用 风在运动过程中受到结构的阻碍时 ，一般产生三个方向的作用力 ：顺风向力 F。、横风向 力 n 和扭矩 Mt ，可用式 (1)表示： ． F一 口·÷户B FL： ·寺 B M： ·÷ B 式 中 、 和 ——分别为阻力系数 、升力系数和扭矩系数；P——空气密度 ；——风速 ； 占——结构的特征尺寸。 · 风作用于结构，会使结构产生共振 、驰振和失稳 ]。对于一般结构 ，顺风 向力往往是作用 于结构的主要荷载，因此在进