浮式旅游平台的完整稳性

目前海岛旅游都是借助于岛礁本身固定的基础设施开发,由于其受容量和环境限制,新概念的浮式旅游平台应运而生,而完整稳性是其安全营运的首要问题。新概念浮式旅游平台完整稳性不同于常规的船舶与海洋平台结构物,本文假设旅游平台为柱型多模块和环型箱式刚性连接,在静水完整稳性分析的基础上探究了主尺度改变所产生的影响,计算结果表明:柱型和环型旅游平台的完整稳性均较为富裕,在同样尺度的情况下,环型旅游平台比柱型拥有更佳的稳性性能。在此基础上构建心形浮式旅游平台,其完整稳性十分充裕。     

超大型浮式结构物连接器的概念设计与分析

21世纪是海洋的世纪,超大型浮式海洋结构物顺应潮流成为新时代各国的研究重点。超大型海洋浮式结构物多采用模块化的,而用于模块间连接的连接器的设计就显得尤为重要。本论文基于对多种连接器的研究的基础上设计出了一款适合超大型浮式结构物模块间应用的连接器,并使用patran软件对其静态受力进行分析,确保其强度。并对其安装时的动态瞬间进行分析,确定其最佳结构,对超大型浮式海洋结构物以后的设计建造都有一定的参考价值。     

超大型浮体波浪中的完整稳性研究

海洋超大型浮体通过多模块前后相连达数千米长,其完整稳性不同于常规的船舶与海洋平台结构物。论文假设超大型浮体为多模块刚性连接,在静水完整稳性分析的基础上,考虑波长、波高(波陡)、浪向、波峰波谷位置等波浪要素对其垂向弯矩的影响,计算结果表明:超大型浮体多个模块由于之间的刚性连接约束了相对位移和转角并且横向特性完全相同,其初稳性、大倾角稳性与单模块的特性一致;而通过变化波长、波高(波陡)、浪向、波峰波谷位置等波浪要素,求得的最大垂向弯矩随着模块数量的增加而有不同程度的增加,波浪中的初稳性、大倾角稳性较静水中亦有所不同。     

半潜式超大型浮体的多刚体试验研究

超大型浮体作为人类开发海洋的前沿基地,正在成为世界各国海洋工程界研究的一个热点.由于超大型浮体尺度巨大,因此它必定会采用模块化结构,由几种基本的模块在海上加以拼装,连接而成.因此,采用何种形式的连接器已成为超大型海洋浮式结构物设计过程中的一大关键技术问题.本文主要介绍了国内首次进行的半潜式超大型浮体的多刚体试验,在试验中采用刚性模块、柔性连接形式,对各模块的相对运动以及模块与模块之间连接器载荷的动力响应特性进行了研究.     

超大型浮体柔性连接器极限强度模型试验研究

本文针对五模块横向下浮筒式超大型浮式结构物,基于刚性模块柔性连接模型计算获得连接器的工作载荷和极限载荷,结合超大型浮体结构形式和连接器构型特点,设计并开展了柔性连接器结构极限强度模型试验,获得了连接器结构的失效模式和极限强度.试验结果表明该连接器设计合理、连接安全、结构可靠,为验证柔性连接器极限强度评估方法和优化柔性连接器设计方案提供了依据.     

船舶碰撞载荷对移动海上基地连接器载荷的影响

移动海上基地属于超大型浮式结构物,在营运过程中会遇到飞机坠落,船舶碰撞等事故情况。事故载荷不仅会对超大型浮式结构物的局部结构产生破坏作用,而且会对超大型浮式结构物的薄弱环节——连接器产生附加载荷。以船舶碰撞为例,采用简化的RMFC模型,然后通过SESAM软件计算水动力系数,将其代入多刚体运动微分方程后用数值方法求解,研究特殊载荷对连接器载荷的影响。考虑不同连接器刚度以及不同撞击部位工况,估算碰撞引起的连接器载荷的数量级,并与波浪载荷引起的连接器载荷进行了比较。这为今后移动海上基地连接器设计提供了指导和依据。     

岛礁波浪环境下浮式结构物的动响应预报

中国南海海洋岛礁往往都环绕着宽度数百到数千米、水深很浅的珊瑚礁盘,这些礁盘不仅具有丰富的渔业和旅游资源,而且发挥着消波、护岛的重要作用。为开发海洋资源,可以在岛礁附近布设各种浮体结构物,作为海洋开发、渔业生产、环境旅游等综合保障基地。对于岛礁附近的浮式结构物,其动响应特征必将受到周围复杂的近岛礁海洋环境的影响。文章采用缓坡方程考虑近岛礁波浪环境影响,以半潜式平台为研究对象,开创性地提出了一种工程简化计算方法,用于预报岛礁附近浮式结构物在波浪中的运动与载荷响应,为后续岛礁中型浮体的设计和安全性评估提供了分析手段。     

渔船稳性衡准分析与算法研究

我国有数量庞大的渔业船舶,其稳性对船舶安全生产、船型设计开发等方面产生重要影响。本文整理现行渔业船舶稳性衡准要求；分析稳性衡准数的数理实质；进而应用国内外普遍认可的总体设计软件NAPA进行渔业船舶稳性衡准数核算方法研究开发。有助于提高对渔业船舶稳性的认知水平和校核能力,亦可为具备类似衡准要求的其他船型设计研发及稳性校核工具开发提供借鉴。     

桩腿升降对自升式平台稳性的影响

自升式平台作为一种非常重要的移动式结构物,是海洋油气开发的基础装备之一。论文以大连船舶重工集团自主研发的400英尺自升式钻井平台为依托,研究自升式平台在不同桩腿位置的工况下进行拖航时的完整稳性和破舱稳性,并对计算结果进行了分析和比较,为自升式平台的设计者和操作者提供了建设性的意见。通过研究,考察了自升式平台在不同桩腿位置的工况下进行拖航的安全性和可行性,提高了海洋工程产品的设计研发能力。     

大型深远海油气资源开发保障平台研发

为解决南海油气资源开发面临的物资补给问题，提出一种大型深水浮式保障平台概念。系统地呈现深水浮式保障平台的设计和分析流程，包括设计基础、关键系统设计和各项性能分析。通过研发、应用该深水浮式保障平台，有助于填补深远海油气资源开发领域的大型物资保障装备技术空白，加快南海油气资源勘探开发的进度。     

基于系泊静态相似的超大型浮体单模块系泊系统简化

由多个模块组成的超大型浮体,其系泊系统中的锚链数量会随着模块数量的增加而显著上升。对这样的多模块超大型浮体进行模型试验时,过多的锚链会增加系泊系统的系统误差,增加系泊系统的预张力调节难度。因此,合理地简化系泊系统,减少锚链数量十分必要。本文提出了一种基于静态等效的系泊系统简化方法,将系泊系统的静态等效转化为多目标优化问题,以初始系泊系统与简化系泊系统的水平静回复力和艏摇恢复力矩等效作为目标函数,利用非支配排序遗传算法(NSGA-Ⅱ)求得最优的简化锚链参数,并对使用简化系泊系统的超大型浮体的运动响应进行模拟。通过对比使用简化前后系泊系统运动响应时历的相关性系数,证明对于本文中所使用的浅水悬链式系泊系统,基于静态等效对其进行数量精减并保证浮体的运动响应变化较小是可行的。同时,浮体本身的特性对锚链系统简化的最终效果存在着一定影响。     

超大型浮体横向和纵向两种构型下浮体的完整稳性对比分析

由于海洋超大型浮体的超大尺度、复杂的结构形式、恶劣的长期使用环境、所受的外部载荷时空变化剧烈和多样化的任务功能需求等特点,需要开展对海洋超大型浮体构型和结构形式的研究,其中稳性性能是确定超大型浮体构型的关键因素之一.本文针对超大型浮体的横向、纵向下浮体两种构型分别开展完整稳性分析,并对其稳性分析结果进行对比分析,对相关技术要点进行了探讨,给出超大型浮体构型研究中关于下浮体布置朝向的建议,为相关科学问题的研究打下基础.     

Analysis on the applicability of VLFS for China

With the advantages on rapid construction,no limitation of extent,less influence on environment, the VLFS has been turned into the focus of coastal and offshore engineering studying.As the platform,VLFS was built as airport,huge oil house etc,and would play the role of ocean economics,politics and military.The restrictive condition of VLFS is strong wave by monsoon,seismic,serious bomb etc.The floating breakwater should be put forward to shelter VLFS.The analysis of wave condition including typhoon route,archipelago and water depth is performed in this paper.The advantage and disadvantage are compared between VLFS and the marine structure from land.     

基于直接计算方法的海上超大型浮式结构物单模块强度分析

海上超大型浮式结构是由若干个与半潜平台相似的浮体通过连接器相连而成的一种新型海上结构,目前对其结构强度分析较少。文章基于直接计算方法,采用SESAM/Hydro D进行超大浮体单模块水动力分析并预报其波浪载荷,进而调用SESAM/Sestra模块进行超大浮体总体强度有限元分析。分析表明,超大浮体的三个连接部位出现了较大应力集中。选取这三处连接部位作为关键节点,采用ANSYS计算该三处关键节点的局部强度。研究结果表明,在横撑与下浮体连接处总体和局部应力均最大,该部位是易产生疲劳破坏的部位,需要重点研究。     

锂离子电池模块油冷散热特性数值研究

本文对电池模块浸没式油冷散热方案进行了仿真研究,分析电池成组后大容量电池模块的散热特性,获得了导热阻燃硅油流量参数对大容量电池组散热的影响规律。研究表明,浸没式油冷能有效控制大容量电池模块的温升;改变流量可以提升换热效果,但对电池模块的最高温度及温差控制具有局限性,由于电池箱存在流动死区,换热效果更易受到硅油热导率的制约。     

碰撞事故时超大型浮体模块连接处荷载特性研究

精确评估模块连接处荷载特性对超大型浮体的水动力设计及结构安全性研究具有重要的工程意义。文章以5模块半潜式超大型浮体为研究对象,考虑碰撞荷载和风、浪、流环境荷载的联合作用并采用AQWA软件对超大型浮体模块连接点处的受力特性开展了数值计算。船舶碰撞荷载简化为矩形脉冲,采用定常风、定常流以及JONSWAP波谱,探讨了船舶碰撞角度、撞击位置、环境荷载等因素对模块连接点受力特性的影响。该文的研究成果可为事故荷载作用时超大型浮体连接器结构设计和强度计算提供一定依据。     

超大型浮体模块水弹性响应和结构强度分析

水弹性方法针对超大型浮体的刚度特点,充分考虑了结构变形与流体运动的相互作用,是进行结构安全性分析的有效手段。文章采用水弹性分析方法研究了超大型浮体单模块总体波浪载荷以及结构应力响应。首先基于三维有限元方法分析了模块在真空中的总振动模态,然后结合模态叠加法和边界元法计算了模块在流场里面的谐振和模态响应。在此基础上,研究了各模态下结构的应力响应以及总应力响应,并分析了危险载荷工况,评估了超大型浮体单模块的结构强度,研究结果对超大型浮体单模块结构优化设计和安全性评估具有一定的指导意义。     

多模块MOB连接器动力特性研究

以7模块MOB为研究对象,利用RMFC模型,基于势流理论对7个构成模块单元进行3D水动力性能分析,计算过程中考虑了由于遮蔽效应而导致的浮体间相互作用.编制基于频域的多浮体运动和柔性连接器载荷计算程序,计算在规则波和不规则波下的连接器载荷值,并比较不同连接器刚度下各柔性连接器载荷值.计算结果表明,波浪入射角、波频、连接器刚度和海况对连接器载荷响应具有显著影响.本文的计算结果可为MOB柔性连接器设计与模块耐波性设计提供参考.     

Experimental study on responses of an 8-module VLFS considering different encounter wave conditions

For the very large floating structure (VLFS) which is deployed near seashores, islands and reefs, the encounter wave conditions are always extremely complex. Traditional methods using homogeneous wave environment conditions cannot be applied for the analysis. In order to provide references for the further development of numerical methods, this paper reports an experimental study on responses of an 8-module VLFS under three different encounter wave conditions. The wave heights, accelerations, motions and connector loads of VLFS in three test schemes are obtained and analyzed. The comparative results show that the inhomogeneous wave conditions have an essential influence on the responses of VLFS. Especially for the connector loads, the values in the inhomogeneous wave conditions increase a lot compared with the other two test schemes. It indicates the traditional numerical methods using homogeneous wave field may not guarantee a safe design of VLFS and its connectors in the complicated wave environments.