张紧式系泊深水FPSO的动力特性及系泊布置方式研究

为探讨深水浮式生产储油卸油装置(FPSO)系泊系统的定位特性,以单点系泊FPSO为研究对象,从6自由度运动和系缆张力响应比较了张紧式和悬链线式系泊系统对于平台水动力性能影响。结果表明:张紧式系泊系统可有效控制深水FPSO动力响应。针对张紧式系泊FPSO,采用非线性时域耦合数值方法对系泊系统进行分析,研究系泊布置方式(系缆根数、组式和分式布置、内转塔位置及系泊缆与海底夹角)对于其水动力性能的影响。结果表明:增加系缆根数、分式布置可以较好地降低船体的运动响应;选取合适的内转塔的位置和系泊缆与海底夹角布置方案,将可有效地降低船体运动响应及系泊缆张力。     

码头系靠泊智能手持终端信息显示系统关键技术

针对开敞式码头系靠泊网络化监控系统的控制需求,研发了系靠泊智能手持终端,阐述了基于Android平台的系靠泊智能手持终端信息显示系统4层体系结构、系靠泊监测数据传输方法、界面设计等关键技术.开发的智能系靠泊手持终端,可以使系泊船上操作者在系泊作业中,实时掌握缆力、护舷、系泊船等监控对象的工作状态,接收缆力调节、预警和报警等作业指令,实现缆力的及时均衡调整,为开敞式码头系靠泊网络化实时监控系统安全与高效运行提供可靠的技术支撑.     

三峡库区浅水域船舶应急系泊系统设计及水动力特性研究

内河船舶标准化、大型化、专业化进程不断加快,三峡库区船舶在风、浪、流环境中航行时,往往会出现较剧烈的摇荡运动、降速、航向不稳定及操纵困难等问题。因此,三峡库区浅水域船舶应急系泊系统设计的可靠性成为船舶工程领域亟待解决的问题。以三峡库区典型船舶为研究对象,基于三维势流理论,运用ANASYS-AQWA,建立船舶应急系泊系统的数值模型,优化设计不同缆绳布置方案,对比分析不同系泊方案下船舶运动响应幅值及缆绳张力。研究表明：4-2-2系泊系统缆绳布置方案与4-4系泊系统缆绳布置方案相比而言,在均衡系泊缆张力方面更具有合理性、优越性。研究方法可为三峡库区浅水域船舶应急系泊系统方案的设计提供科学可靠的理论依据。     

码头系泊实时监控可视化系统的设计与实现

针对大型码头系泊的现状和技术要求,利用计算机软硬件技术,实时监控每根系缆的张力、护舷压缩量和环境参数,实现远程控制室的系泊自动监控与可视化、安全预警和信息的集中管理.阐述了系统的实施方案和相关的数据传输与存储技术,给出了系统的实现结果.系统既解决了人工系泊操作性差、断缆事故频发的问题,同时,实时数据的存储与管理也为决策者实施系泊优化提供参考依据.     

大水位差码头新型电磁系泊装置

分析现有系泊系统的不足,讨论了电磁技术在码头系泊系统中应用的可行性,并借鉴国内外电磁技术在水运事业中应用的优点,提出了一种新的码头电磁系泊装置。详细介绍电磁系泊装置的基本构成和工作原理,并以新型电磁系泊装置在浮式系靠泊结构中的应用为例,重点进行了系缆力的验算。结果表明:电磁系泊装置具有结构简单、容易制作、操作方便等特点,能够提高系靠泊效率、改善码头结构受力。     

系泊作业系缆力大数据近似查询预测方法

开敞式码头系泊作业中,缆力是保证安全的一个重要指标.目前在系泊缆力预测主要集中在船舶与缆绳之间的物理变化上,采用的方法主要有观测法、物理模型及数值模型等.提出一种以大量的历史数据为驱动的预测方法,结合大数据MapReduce模型机制,使用近似查询方法获取与当前影响船舶缆力因素最接近的历史缆力值;考虑到船舶缆力影响因素的所占比重不同,采用模糊数学的方法来确定各个因素的权值分配.仿真实验表明方法的预测结果具有较高的可行性和实用性.     

动力学效应对沉船翻转作业吊缆安全性的影响

为了研究动力学效应对沉船翻转作业安全性的影响, 将吊缆张力作为翻转作业安全性评估指标, 假设船体翻转作业时起重臂吊点固定不动, 研究区域水底为刚性底, 不计上层建筑影响和建立沉船翻转准静态模型时只考虑回复力与外载荷, 分别以船体质量、吊缆刚度、收缆速度与波浪载荷为变量, 应用时域分析方法, 计算了考虑动力学效应的吊缆张力, 基于最大吊缆张力分析了沉船质量、吊缆刚度、收缆速度与波浪载荷对翻转作业中吊缆张力的影响, 评估了沉船整船翻转作业的安全性。计算结果表明: 在沉船船体翻转作业中, 吊缆张力最大值将随沉船质量、吊缆刚度与收缆速度增大而增大, 且吊缆张力最大值与收缆速度呈线性关系, 与船体质量呈近似线性关系, 与吊缆刚度呈非线性关系; 当收缆速度由0.001m·s-1增加至0.020m·s-1时, 吊缆张力最大值较初始值增量增大了约22倍, 可见, 在沉船翻转作业中, 不可忽略动力学效应对作业安全性的影响。      

基于小波变换和支持向量机缆力预测

针对外海环境动力作用下缆力变化时变、非线性的特点,研究了系泊缆力预测方法.利用小波变换将缆力序列分解为不同频段上的低频细节子序列和高频近似子序列,利用支持向量机(SVM)分别对缆力子序列进行回归预测,结合各频段的输出结果得到缆力预测结果.仿真结果表明,小波变换能够反映缆力数据的变化特征,为SVM的学习、预测提供精确的训练样本,基于小波变换和支持向量机的预测方法精度高,优于直接应用SVM预测方法.     

大水位差码头新型电磁系泊装置

分析现有系泊系统的不足,讨论了电磁技术在码头系泊系统中应用的可行性,并借鉴国内外电磁技术在水运事业中应用的优点,提出了一种新的码头电磁系泊装置.详细介绍电磁系泊装置的基本构成和工作原理,并以新型电磁系泊装置在浮式系靠泊结构中的应用为例,重点进行了系缆力的验算.结果表明:电磁系泊装置具有结构简单、容易制作、操作方便等特点...     

悬索桥主缆和短吊杆轴力计算方法

为解决短吊杆轴力难以用频率法确定的问题,提出了确定悬索桥主缆和短吊杆轴力的节点平衡法和比拟法。节点平衡法以吊点为分析对象建立以主缆轴力为未知量的超定平衡方程组,从而获取主缆轴力的最小二乘解,并进一步确定短吊杆轴力。比拟法基于长吊杆轴力与简支梁弯矩间关系,建立主缆线形与长吊杆轴力的关系方程,最终确定主缆的水平张力与短吊杆的轴力。以贵州南盘江悬索桥为例,分别应用节点平衡法和比拟法得出主缆张力和吊杆轴力。计算结果表明:2种方法的计算值与频率法实测值相近,节点平衡法所得主缆张力误差为-4.3%(上游)和3.1%(下游),比拟法所得主缆张力误差为-8.6%(上游)和-0.1%(下游);2种方法所得长吊杆轴力最大误差约为10%,上游吊杆轴力平均误差小于2%,下游吊杆轴力平均误差约为9%。可见,节点平衡法和比拟法是确定主缆和短吊杆轴力的有效方法。     

复杂流态下系泊船的水动力特性研究

为研究复杂流态下系泊船的水动力特性, 在最佳系缆方式未知的情况下, 通过约束船舶横荡、 纵荡、 艏摇三个方向的运动近似替代缆绳的约束作用, 建立系泊船简化模型。 在完成网格无关性和数值方法可靠性验证的基础上, 对常规流态以及复杂流态下系泊船的粘性流场进行数值模拟, 分析系泊船水动力系数和运动响应的变化规律。 结果表明： 随着水流流速的增大, 纵向力系数变化受到水流流向角的影响明显, 横向力系数及艏摇力矩系数变化较小, 垂荡、 纵摇、 横摇增大; 随着水流流向角的增大, 纵向力系数变化较为复杂, 横向力系数增大, 艏摇力矩系数先增大后减小, 垂荡、 纵摇、 横摇增大; 复杂流态下和一定流向角水流下系泊船的水动力系数和运动响应较为相似。     

海上浮式结构物的模糊运动响应分析初探

为进一步客观反映海上浮式结构在波浪中的运动响应,对其进行不确定性分析特别是模糊运动响应分析是十分必要的。运用模糊统计方法,并结合试验分析了波浪载荷及系泊约束的模糊性,对系泊结构的系统模糊性进行了初步描述,推导了相应的模糊运动方程。研究表明,模糊性因素的存在,按传统的确定性算法难以准确反映结构的真实受力及运动情况,先将波浪载荷等输入模糊化后再求解方程并结合试验数据综合确定系统的受力和运动,这是目前较有效的改进方法。     

无支架缆索吊装系统单跨双吊点主缆计算

利用缆索静力平衡原理,建立了主缆按双吊点位置的分段曲线方程,推导了相应的主缆垂度和水平张力计算公式,分析了主缆双吊点距离、主缆跨径、主缆自重及吊重等参数对水平张力的影响。结果表明:影响主缆水平张力的主要因素是两吊点间距与主缆跨径之比,当两者之比在0.05以内时,用单吊点法和双吊点法计算结果差异很小,可忽略不计。     

码头系泊船舶缆绳线力的混沌解法

码头系泊船舶缆绳张力的理论计算对于缆绳的选取、系泊设备的设计、系泊方式、缆绳预紧力的确定,以及船级社规范的制订都有着重要的指导意义。文中对小波浪水域码头系泊船舶缆绳张力的计算建立了数学模型,引入混沌优化的方法对非线性系泊方程组进行了求解,其结果与实验结果对比有较好的一致性。     

悬索桥空缆状态下锚跨主缆索股张力的计算与监测

运用自行编制的悬索桥施工过程主缆架设计算程序,对张花高速公路澧水大桥主缆架设期间空缆状态下的锚跨索股张力进行了计算.主缆架设完成时,采用索力动测仪对索股张力进行了测试.对该桥索股架设完成时的索力测试数据与锚跨部分丝股张力的理论计算结果进行了比较.分析结果表明:在控制好主缆线形的同时,锚跨逐索股张力的理论计算数据与实测数据吻合.考虑到索股理论计算模型与实际的差异以及环境因素的干扰,部分索股张力的实测值与理论值有差距,因此,有待于理论上的进一步研究.     

悬索桥主缆抗弯刚度的数值分析

为了研究主缆抗弯刚度对悬索桥受力性能的影响,采用有限元参数化建模方法对某悬索桥进行了模拟,模型中考虑了边界条件、荷载形式和主缆线形等因素,分析了加劲梁和主缆位移、内力和应力的变化规律。结果表明,考虑主缆抗弯刚度后,加劲梁竖向位移、弯矩和应力减小。并且随着主缆抗弯刚度的增大,加劲梁静力响应逐渐减小。在对称荷载作用下,索梁最优刚度比为0.5左右,加劲梁竖向位移和弯矩最大减小30%和70%;在非对称荷载作用下,最优刚度比为0.1左右,加劲梁竖向位移和弯矩最大减小25%和60%。主缆与塔顶鞍座的连接方式和主缆线形对加劲梁位移、内力和应力也有一定的影响。     

复杂水流环境下系泊船的水动力特性研究

为研究深水码头复杂水流条件下系泊船的水动力特性, 利用 CFD 软件 STAR-CCM+对系泊船模型的粘性流场进行瞬态数值模拟, 通过求解 RANS 方程和 Realizable k-ε 湍流模型获得船舶水流作用力。 在无波浪定常流作用下, 系泊船姿态最终保持稳定, 可用固定船舶近似代替系泊船进行模型简化。 在完成网格无关性和数值模型合理性研究的基础上, 对不同流速、 不同流向角度以及流向沿水深变化的复杂水流条件下船舶的水动力进行预报, 探讨不同水流条件下系泊船纵向力、 横向力、 艏摇力矩的变化规律, 研究成果可为复杂水流环境下系泊船的布缆及相关工程设计提供参考。     

半潜式平台在波浪荷载下低频运动响应数值计算

文章通过SESAM软件计算半潜式平台在不同海况下的六个自由度上的运动响应,并得出相应的运动响应曲线,能够为海洋平台运动分析和长短期运动预报提供一定的参考。此方法目前应用于实际平台设计过程中,起到了很好的效果。     

悬索桥钢丝绳主缆防护施工工艺

抚顺天湖大桥为自锚式钢筋混凝土悬索桥.该桥主跨160m,为目前国内已施工的跨度最大的自锚式钢筋混凝土悬索桥.该桥主缆由85根Φ54mm镀锌钢丝绳组成,钢丝标准强度1960MPa,主缆由单根连续的钢丝绳绕过全部索鞍后,在梁内通过螺纹连接杆与连接套筒连接形成环型索.主缆单根长约720m,钢丝绳总重763.3t.该文以天湖大桥为例介绍了钢丝绳主缆防护施工方法,可供同类桥梁主缆防护参考.     

悬索桥钢丝绳主缆防护施工工艺

抚顺天湖大桥为自锚式钢筋混凝土悬索桥。该桥主跨160m，为目前国内已施工的跨度最大的自锚式钢筋混凝土悬索桥。该桥主缆由85根Φ54mm镀锌钢丝绳组成，钢丝标准强度1960MPa，主缆由单根连续的钢丝绳绕过全部索鞍后，在梁内通过螺纹连接杆与连接套筒连接形成环型索。主缆单根长约720m，钢丝绳总重763．3t。该文以天湖大桥为例介绍了钢丝绳主缆防护施工方法，可供同类桥梁主缆防护参考。