船舶系泊动力分析数值模拟计算研究

利用动力分析方法的数学模型SHIP-MOORINGS对船舶系泊过程中的运动、波浪载荷及橡胶护舷的碰撞力进行了数值模拟计算。试验中,系泊船舶运动量、系缆力和撞击力随着波高的增大而增大,随着波浪周期的增大一般也增大,其变化关系还与船舶本身的自摇周期有关。当45°斜浪和90°横浪作用时,横移<1.0 m(PIANC,1995)的要求最容易超标,为该浪向作用下船舶作业标准的主要控制指标;当0°顺浪作用时,升沉<1.0 m的要求最容易超标,为顺浪作用下船舶作业标准的主要控制指标。在45°斜向浪作用时,沿船长方向布置的护舷所受碰撞力分布不均衡,艏、艉处的碰撞力较大,而在90°横浪和0°顺浪作用时,作业和系泊条件略好,因此控制浪向为艏来45°斜浪作用。其中,10 000DWT的船型由于吨位相对较小,风浪流作用下,运动量较大,其中横摇、横移表现最为明显。对于各泊位所选择的护舷型号,计算表明,系缆力控制工况下,护舷所受到的最大撞击力均小于其设计反力,护舷型号选择合理。     

大型开敞式原油码头船舶作业和系泊安全条件试验研究

为保障某大型开敞式原油码头船舶作业和系泊安全,采用整体物理模型,试验测量了不同风浪流组合作用下,系泊船舶的运动量、系缆力和撞击力,并分别以运动量和系缆力为衡量标准,分析得到不同风流条件下45万t和10万t油船作业和系泊的允许波高及周期。结果表明:油船纵、横移运动量最大允许值取2 m较为合适;我国现行规范对10万t油船允许作业波高及周期的规定时合适的,而单横浪作用下,45万t油船的允许作业波高则可提高至2.0 m,对应平均波周期为8 s。     

大型LNG船舶在风浪流共同作用下的系泊试验研究

为满足山东LNG项目接收站码头工程设计和码头使用指南制定依据的需要,进行了LNG船模物理模型试验以测定船舶在风、浪、流联合作用下、不同工况组合条件下船舶运动量最大值、最大缆绳拉力、以及船舶对护舷撞击能量和撞击力,同时试验针对26.6万m3船型分别在370 m和390 m两种泊位长度进行了对比论证,并对两种系缆方式(3322和4222)进行了对比试验。结果表明,系泊条件随着泊位长度缩短有改善趋势,运动量平均减少约10%,系缆力减幅约4%¹1%,撞击力改变不明显。试验条件下各运动量均能够满足PIANC推荐值,系缆力除波周期在10 s和12 s时个别组次有超标外均能满足缆绳设计要求,其中系缆方式3322比4222要略好一些。各船型对护舷的撞击力和撞击能量均小于所选护舷的设计标准值,均满足设计要求。     

40万吨级超大型油轮船舶系泊动态响应的试验研究

为探讨超大型油轮在现有码头停靠、作业时的系泊情况,采用船舶系泊物理模型试验方法,分析研究了40万吨级油轮系泊作业时在长周期波及波浪、风、流联合作用下,系泊船舶的动态响应及对系缆力、护舷撞击力的影响。得出了40万吨级油轮在系泊作业过程中在不同波高及周期的波浪作用下运动量、缆力、撞击力的变化规律,提出在试验条件下40万吨级油轮停靠码头系泊作业的系缆方式及应注意问题。可为40万吨级油轮系泊作业提供依据。     

LNG船舶系泊试验对比分析研究

以目前国内设计可接卸26.6万m~3LNG船舶中泊位最短的某液化天然气(LNG)码头工程为例,针对码头长度仅370 m时,26.6万m~3LNG船在不同风浪流组合作用下的船舶运动量、系缆力和撞击力进行了研究,以达到LNG船舶安全系泊的要求。主要通过不规则波及规则波作用、物理模型和数学模型、船艏艉对调试验对比等进行了多手段研究,研究结果表明:不规则波作用船舶运动量、系缆力和撞击力普遍大于规则波;物理模型试验中,45°斜浪的作用对船舶运动量、系缆力和撞击力的影响最大,30°斜浪次之;船舶艏艉对调停靠时船舶运动量与未对调前的运动量、系缆力和撞击力相差不大,艏、艉缆受力位置分布有所改变。     

风浪联合作用下电厂码头驳船系泊试验研究

文章通过几何比尺1:50的物理模型试验,对14 000 DWT驳船在风、波浪荷载不同组合工况下船舶系泊运动量、缆绳拉力、护舷承受的撞击力,以及船舶靠泊产生的撞击力和撞击能量等进行了研究。分析表明,艏艉缆与码头前沿夹角变大时可分担部分横缆受力,从而使各个缆绳的受力更为均匀;在艏、艉与码头前沿夹角为59°～60°时,港内波浪周期在12 s时,限制波浪工况为H_(4%)≤0. 6 m,满足安全的靠泊速度需小于等于0. 2 m/s。     

横浪作用下系泊船舶撞击能量的分析和研究

收集了国内5万~30万t系泊船舶在横浪作用下撞击能量物理模型试验的研究成果,采用理论结合模型试验的分析方法,研究码头系泊船舶在横浪作用下的撞击能量规律。通过分析系泊船舶横向撞击速度随波高、水深、装载度等要素的变化规律,并结合物理模型试验进行数据拟合,给出完整的系泊船舶撞击能量估算公式。     

码头前系泊船舶撞击速度研究

采用时域数值模型,对横浪作用下码头前系泊船舶的运动响应进行了研究,分析了波高、周期、水深、船舶尺度及码头型式等因素对撞击速度的影响.结果表明:当波浪周期小于般舶自振周期时,撞击速度随波高的增加线性增长;波浪周期越大,撞击速度越大;船舶装载度(吃水)越小,撞击速度越大;墩式码头(无限开敞水域)中系泊船舶的撞击速度大于岸壁...     

缆绳材质及直径对系泊船舶运动影响的数值模拟

缆绳属性是影响系泊船运动量的重要因素。基于MIKE 21 Mooring Analysis数值模拟软件，对一艘17.7万m3 LNG船进行不规则波横浪作用下的数值系泊试验，通过变化缆绳直径及材质，分析其对系泊船舶运动的影响。结果表明：1）系泊船运动量会受到缆绳材质及直径的影响，主要是由于缆绳刚度的变化。2）系泊船的横移、纵移和回转受缆绳变化的影响较大，均随缆绳刚度的增大而减小。3）升沉主要与入射波浪周期和波高有关，受缆绳刚度影响较小。4）纵摇因为本身运动量较小，变化不明显。5）横摇相对于缆绳刚度改变没有明显的变化规律。     

系泊油轮与海上平台的碰撞力分析

考虑风、浪、流的联合作用以及平台护舷非线性恢复刚度,研究船舶系泊状态与平台的撞击力及其分布规律。针对不同的风、浪、流的作用方向以及不同的风速、波高及流速,计算波浪和海流的载荷,建立系泊船舶的分析模型,采用频域与时域分析方法,进行系泊船舶运动及其与平台之间碰撞力的仿真,得到系泊船舶与平台的碰撞力时间历程,并分析不同碰撞力发生的概率,确定发生最大碰撞力的风、浪、流方向,比较常量护舷刚度与非线性护舷刚度的计算结果。结果表明,橡胶护舷刚度的选取对于碰撞力的计算结果影响显著,选取非线性护舷刚度计算靠泊碰撞力十分必要,用目前的经验公式计算得到的碰撞力偏差较大。