近日，我院刘秀全教授团队安全科学与工程学科博士研究生胡晓宇在深水系泊平台-隔水管耦合系统韧性评估方面取得重要进展，相关研究成果《台风条件下深水系泊平台-隔水管耦合系统韧性评估方法》（Resilience assessment method for deepwater moored platform-riser coupling system under typhoon conditions）发表在《Ocean Engineering》。《Ocean Engineering》是海洋工程领域的国际顶级期刊，目前影响因子为5.5。论文第一作者为博士研究生胡晓宇，通讯作者为刘秀全教授，中国石油大学（华东）为第一署名单位和通讯单位。该研究得到中海油综合研究项目、国家自然科学基金等项目的联合资助。
深水系泊平台-隔水管耦合系统由半潜式平台、系泊系统、隔水管系统、水下井口及浅层井筒系统组成，是深海油气开采的关键基础设施。南海台风频发，该系统在台风作用下极易发生系泊缆拖曳、隔水管断裂、井口损坏乃至平台倾覆等连锁失效事故，造成巨大的经济损失和生态风险。现有研究多聚焦于局部失效后的动态行为分析，未能刻画系统从失效发生到功能恢复的完整演化过程，也缺乏对系统抵抗、吸收和适应极端台风能力的综合表征。
针对上述问题，本研究提出了一种力学模型驱动的深水系泊平台-隔水管耦合系统韧性定量评估方法。首先，考虑半潜式平台、系泊系统和隔水管系统之间的耦合关系与复杂约束，建立了台风作用下深水系泊平台-隔水管耦合系统动力学模型，并以断裂强度、临界拖曳力和临界弯矩作为失效判据，构建了耦合系统的动态灾变模型，集成了力学响应定量计算、失效自动识别和失效后模型自动更新三大功能。其次，根据灾变过程的不同阶段，将系统韧性分解为吸收韧性、适应韧性和恢复韧性，构建了三级韧性评估指标体系。最后，引入CRITIC客观赋权方法，提出了系统韧性的加权计算方法。
以南海某平台为案例，研究了不同台风入射角下系统的韧性演化规律。结果表明，无论台风入射角如何，耦合系统的灾变过程均遵循系泊缆拖曳、水下井口断裂、系泊缆进一步拖曳的链式失效序列。系统综合韧性水平随台风入射角增大而逐渐降低，且恢复韧性是制约系统整体韧性的主要短板。
上述发现表明，当前抗台风设计中的灾后恢复效率相对较低。因此，建立全面的风险预警与应急操作方案以规避结构失效，以及预留充足的灾后恢复资源，是提升系统韧性的关键措施。
论文链接：https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S002980182603742X?via%3Dihub
