深海采矿船水下设备布放回收工艺

综合考虑复杂的海洋环境和水下设备形式,深入分析深海采矿作业中水下设备布放回收的技术难点和作业效率,开展布放回收系统中的集矿车、中继仓、提升泵和扬矿管等水下设备的配置和布局设计,形成深海采矿船水下设备布放回收工艺。研究结果可为深海采矿船水下设备布放回收系统的设计制造提供参考,为深海采矿船工程应用提供技术支撑。     

深海采矿船存储转运系统关键技术研究

针对深海采矿船存储转运系统设备在远海特殊环境下作业需面对的特殊问题,通过对输送系统设备现状的分析,结合深海采矿船存储转运系统的工作流程,对舱内矿物合理布矿、水密隔舱的安全性、舱型对设备选型的影响等关键技术进行研究,为深海采矿船存储转运系统的研发提供设计基础,并提出了适合未来深海采矿的智能化存储转运系统成套技术的发展展望。     

深海采矿船矿物输送设备布放回收系统总体设计

该文基于主流深海采矿作业模式，提出矿物输送设备布放回收系统总体规划方法，重点针对大钩载荷、管柱张紧力、输送管存放方式、输送管转运方式、扬矿泵和中继站转运方式等关键点开展论证分析，确定系统主要技术参数，规划塔架平台、月池、堆场等区域布置，形成一套适用于目标船的矿物输送设备布放回收系统总体设计方案，该方案可作为深海采矿船船型开发的设计基础。     

深海采矿系统模型水池试验方案

深海采矿系统单一模块研究无法准确反应其实际运行特性。搭建深海采矿系统模型水池试验平台,分析深海采矿系统运动力学特性,提出深海采矿系统模型全流程水池试验方案,为深海采矿系统全流程模拟提供技术支撑。     

动力定位深海采矿船作业过程数值分析

深海采矿是一种高科技且高难度的深水、超深水采矿技术,以往的研究成果中对采矿船动力定位过程与立管及设备耦合分析尚不充分.该文采用势流理论分析采矿船水动力性能,采用集中质量法与Morison方程对立管与中继舱进行动力学建模.船舶动力定位系统采用PID控制器结合Kalman滤波进行建模,同时模拟了推力分配单元,充分计及动力定位对耦合运动系统的影响,完成采矿船动力定位过程中的深海采矿系统时域耦合数值分析;计算获得指定海况下的采矿船、中继舱的运动状态,立管的张力以及推进器推力等信息;分析了动态模拟中动力定位的影响.仿真过程对于深海采矿设计分析具有参考价值.     

深海采矿船布放回收系统负荷试验方法研究

对布放回收系统投入使用前的负荷试验进行研究分析,根据规范要求从试验载荷选定、加载措施、静态试验、动态试验4个方面进行探讨,得出了试验所需数据,用于指导深海采矿船布放回收系统的实船负荷试验,并对试验方法进行总结和展望,为深海采矿布放回收设备的运用提供指导作用和经验积累。     

深海采矿船月池对阻力性能影响的研究

深海采矿船为了减小作业时设备受波浪力的影响而设置了月池，然而月池会影响船舶的航行性能。论文应用RANS方程和VOF处理自由面的数值模拟方法，研究月池对深海采矿船阻力的影响。在拖曳水池中进行了有月池与无月池条件下的模型阻力试验，对数值计算方法进行了验证。然后基于数值方法开展了3种不同形状月池方案下阻力和航行姿态的研究，获得相应的阻力与兴波特性。研究表明，月池会导致采矿船静水阻力增大，模型阻力增加3%～7%，实船阻力增加6%～12%。     

深海采矿船总纵强度设计分析

基于国内对于深海采矿船这一特殊船型还未形成设计规范的现状，为了研究该船型总纵强度问题，首先从结构形式入手，接着分别对校核剖面和计算工况选取进行了研究论述，针对航行工况和在位工况下具有不同的服役功能，采用了规范计算和水动力分析相结合的方法对波浪载荷进行了计算；最后采用三维直接分析技术对全船总纵强度进行了评估，明确了结构设计应重点关注的区域；通过月池区船体梁理论值与实际值的对比，总结出了适用于深海采矿船总纵强度的评估方法，为该船型强度分析和结构设计提供参考。     

深海采矿船技术标准的研究与制订

研究和编制了深海采矿船技术标准(船型评估/认可和审图);介绍了该船型的现行规范标准应用,入级符号及附加标志,送审文件,船舶设计基础及环境条件,航行及在位状态下的布放、作业、自存等工况和配套的多种组合装载模式;提出了该类船舶的评估技术标准。作为全球范围内首个专门针对深海采矿船这一新颖船型的评估技术标准,对我国自主开发、设计、建造深海采矿船具有重要指导意义。     

深海采矿船船体结构设计综述

随着技术的进步,深海采矿活动已经逐渐从科研进入商业开采阶段。深海采矿船是深海采矿作业的主要装备,对我国的海洋矿产资源开发有着重要意义。文章依托工信部深海采矿船课题,进行了采矿船结构设计的相关规范适用性研究,适用的设计载荷研究,结构设计特点研究,特殊采矿作业装备加强设计研究等方面的工作,为深海采矿船系统的国产化进行技术储备。     

深海采矿平台矿物入舱自动布载

本文采用离散元方法结合放大颗粒,针对深海采矿平台矿物入舱自动布载方案进行了模拟仿真。为保证舱内矿物最终堆积形态和实际工况相似,利用墙角倾倒法对两种不同尺寸的矿物参数进行了标定。采用Johnson-Kenda1l-Roberts 理论的Hertz-Mindlin接触模型计算颗粒与颗粒、颗粒与几何体之间的碰撞关系。基于仿真计算结果,分析了不同颗粒大小和舱摇摆运动下矿物堆积的形态和堆积密度的变化。采用布料设备可方便实现舱内全方位自动布料,并提高布料效率和舱容率。     

具有波浪补偿功能的沿海采矿船研发

根据沿海采矿的工况条件,研发一种沿海海域采掘矿砂的采矿船。该船主台车定位桩系统带波浪补偿功能,可满足在沿海较恶劣海况下的采矿作业。本项目的实施,将大大提升疏浚工程领域和采矿领域的先进技术、我国海洋采矿产业的系统研发和产业化转化能力,加速我国海工装备产品的结构调整,创立具有国际影响力的自主品牌,对增强我国海工装备的国际市场竞争力具有十分重要的作用。     

60 m专用选矿船设计

为了高效、规模化完成滨海砂矿的开采和利用,设计了60m选矿船。该船可以完成由采矿船输送来的原矿浆,经过两级磁选,将精矿粉储存至精矿舱内,再由转运系统将精矿粉转载至专用运输驳船,尾矿储存至尾矿舱内,通过尾矿排放系统回填至采空区,实现生态可持续作业。实船建造和投入使用表明:本船设计合理,满足用户提出的各项技术要求,已经产生了良好的经济效益和社会效益。     

基于改进Apriori算法的船用柴油机装配工艺文件关联规则挖掘研究

柴油机作为船舶关键部件之一,其装配工艺设计的合理与否与船舶的整体性能直接相关。针对企业历史装配工艺文件不能充分为新机型装配任务发布时装配工艺设计提供支撑的问题,提出一个基于关联规则挖掘的柴油机装配工艺规则挖掘系统,该系统充分利用已有装配工艺文件,结合数据挖掘技术,对文件进行挖掘分析,建立装配规则库,为后续装配工艺智能设计提供数据支持。本文提出一种改进的Apriori算法,建立了关联规则挖掘的数学模型和基于自定义词典装配工艺文件分词算法,将分词处理过后的文件可以作为数据挖掘算法的输入,并在传统Apriori算法的基础上提出一种改进的Apriori算法,该算法核心思想是在对候选频繁事务集剪枝时,降低算法的时间复杂度,从而提高挖掘效率直到获得柴油机装配工艺文件中的关联规则。最后以某船厂的历史机型柴油机气缸盖装配工艺文件为例,验证了改进Apriori算法在挖掘柴油装配工艺文件关联规则时的可行性和有效性。     

深海钛合金压力容器在静水压力作用下的弹塑性分析

利用MSC.Marc Mentat 2005通用有限元软件对深海探测用压力容器受静水压力作用时的弹塑性失稳问题进行了计算与分析,弹性失稳数值计算的结果与用现有规范计算公式所得结果一致,均大于塑性失稳数值分析时的临界载荷。由此得出结论,对于厚壁且形状复杂的压力容器的失稳计算,用理论公式或仅用厚壳单元的弹性失稳分析是不够的,应该用3维立体单元的弹塑性失稳计算才能给出比较精确的强度预测。MSC.Marc Mentat2005强大的计算和仿真功能有效地模拟了深海精密探测容器受静水压力作用时的弹塑性失稳问题,为深海精密探测容器在材料、外观等方面做进一步的设计改进提供了可靠的工具。     

基于颗粒流理论的深海沉积物土力学特性研究

深海沉积物剪切与承载特性是决定深海采矿车行走稳定性重要参数。分析深海沉积物的物理力学性质, 基于颗粒流理论，建立了具有高孔隙比、高含水率和长条状等特性的深海沉积物颗粒流模型。开展不同深度下的十字板剪切和静力触探的数值模拟，获得了深海沉积物剪切应力-转角及贯入阻力-深度曲线，初步阐明深海沉积物剪切与贯入细观破坏机理。研究表明，深海沉积物的剪切应力-转角及贯入阻力-深度的模拟曲线与原位测试曲线吻合，验证了深海沉积物颗粒流模型及数值模拟方法的正确性。深海沉积物的剪切与贯入破坏形式主要为沉积物颗粒的挤压破坏，且应力集中于触地边缘。     

Coastal Erosion and Its Social and Environmental Aspects in Tanzania: A Case Study in Illegal Sand Mining

Coastal erosion is one of the major coastal problems currently facing Tanzania. Several factors, including sea level rise, geology, and rapid coastal population growth accompanied by rapid increase of human activities that interfere with natural processes, have been linked to the problem. One of the human activities that have been well linked to the problem of coastal erosion is illegal sand mining along beaches, coastal streams/rivers, and other restricted areas. This causes localized accelerated/ severe coastal erosion and enormous environmental degradation and threat to coastal properties. Illegal sand mining is presently a big industry in Tanzania, employing many youths, and has become a social, economical, and environmental problem. Thus, it is a sensitive issue. The problem of illegal sand mining in Tanzania is revisited, and possible measures to control it are proposed. Measures that can help to reduce/eliminate illegal sand mining are: governments to address effectively the problem of unemployment and poverty in the society by formulation of effective policies, including the total liberalization of the labor market and reduction of the tax burden and regulations on potential employers; identifying alternative sources of sand that are environmentally safe to mine, of good quality, and easily accessible; launching well-focused mass education on the problem of coastal erosion; encouraging formation of legally registered associations of sand-miners that will work closely with relevant authorities to curb illegal sand mining; and strengthening of governance and improving research funding in the country.     

大深度载人潜水器极限承载能力非线性有限元分析方法研究

大深度载人潜水器载人舱的极限承载能力是载人潜水器安全性的保障,在设计制造中非常关键。本文基于非线性有限元方法,对大深度载人潜水器球形载人舱极限承载能力进行了分析计算,提出了大深度载人潜水器球形载人舱极限承载能力非线性有限元计算中的影响因素;并与极限承载能力设计新公式计算结果进行对比,验证了本文非线性有限元分析方法和设计新公式的广泛适用性,为大深度载人潜水器建造规范和检验指南的制定奠定了基础。