全球首次！10万吨级超大型海上浮式生产装置在大连完成浮托安装，仿真技术彰显关键价值

全球首次！10万吨级超大型海上浮式生产装置在大连完成浮托安装，仿真技术彰显关键价值

2025年5月9日，我国在辽宁大连南部海域成功完成全球首次10万吨级超大型海上浮式生产装置浮托安装作业。该装置在"海巡0301"轮全程护航下安全撤离作业区，标志着我国在海洋工程装备建造领域取得重大技术突破。

海上浮式生产装置作为深海油气资源开发的核心装备，集成了开采、分离、净化、储存等全流程功能，被称为"海上移动工厂"。此次安装的装置由重达3.6万吨的上部模块与3.9686万吨的下部模块组成，体量堪比一座海上"钢铁城市"。其复杂的功能需求与超大体量，对研发设计、安装施工提出了极高要求。

在超大型海上浮式生产装置的研发设计中，结构仿真分析与有限元分析（FEA）发挥着不可替代的作用。一方面，工程师通过构建三维有限元模型，将装置结构离散为成千上万个微小单元，模拟其在波浪冲击、强风荷载、海流作用等极端工况下的力学响应。通过精确计算各部位的应力应变分布，提前识别结构薄弱环节，优化关键部件设计，确保装置在复杂海况下的结构安全性。例如，在装置的连接结构设计中，有限元分析能够模拟不同材料、不同连接方式在动态载荷下的力学性能，帮助工程师选择最优方案，有效避免因应力集中导致的结构失效风险。

另一方面，仿真技术能够对装置的整体性能进行多物理场耦合分析。通过模拟装置在全生命周期内的运行状态，综合考虑温度变化、腐蚀效应、疲劳损伤等因素，预测装置的长期性能表现。例如，通过热-结构耦合仿真，分析装置在高温作业环境下的热变形与结构强度变化；通过流体-结构相互作用（FSI）仿真，研究波浪与装置的相互作用机理，优化装置外形设计，降低波浪载荷影响。这些分析不仅能显著提升设计效率，还能通过减少物理试验次数，大幅降低研发成本。

在安装施工环节，仿真分析同样至关重要。通过对浮托安装过程进行虚拟预演，工程师可以模拟驳船调载、模块对接等关键步骤，分析潮汐、水流、风速等环境因素对安装精度的影响，制定科学的施工方案。例如，通过动态仿真计算驳船升降过程中的稳定性，优化调载顺序与速度，确保两个超万吨模块实现毫米级精准对接。

尽管目前尚无公开信息表明此次10万吨级装置安装项目是否应用上述仿真技术，但在海洋工程领域，这些技术已成为保障工程安全、提升建造效率的核心手段。此次项目的成功实施，不仅展现了我国在海洋工程领域的雄厚实力，也为仿真分析、有限元分析等先进技术的进一步应用提供了广阔空间。随着海洋能源开发向深远海推进，这些技术将持续赋能海洋工程装备研发，推动我国海洋工程技术迈向更高水平。