涌浪及长周期波作用下打桩船动态响应试验研究

工程船舶由近岸施工逐渐走向外海施工,然而非洲和拉丁美洲的一些国家海域波浪周期较大,对工程船舶安全作业带来很大困难。通过物理模型试验,系统研究了打桩船在涌浪长周期波作用下的动态响应,给出船舶运动量随波浪的变化规律,特别是波浪周期接近船舶自振周期或锚泊系统自振周期时,船舶的运动量增大明显。有关研究成果可为打桩船外海作业特别是涌浪长周期波海域施工作业提供技术参考和支撑。     

横流作用下40万t散货船系泊方案研究

随着船舶大型化发展，深水开敞式码头不断增加，码头所处海域的水动力条件更为复杂，且专业化码头对于港口基础设施接卸能力提出更高的要求。本文针对40万t散货船，研究其在横流较大海域船舶装卸的系泊方案，以保证船舶装卸作业的安全。进行系泊物理模型试验，详细分析试验数据成果，并对缆绳布置进行多方案比选。结果表明，当横流达到0.4 m/s，采用26根缆绳及4:4:4:2:6:6的系泊方案并适当控制入射波高，可基本满足40万t船舶运动量及系缆力等要求。     

波浪作用下1600t起重船作业能力试验研究

起重船外海作业条件要求比较严苛,其作业窗口条件主要靠经验积累或相关数值仿真计算。以起重能力1600t的起重船为研究对象,采用物理模型试验方法,对起重船吊装和未吊装两种状态下的动态响应进行测试与分析,得到吊装状态下的运动量比未吊装状态时有所减小;对起重船未吊装状态在风浪和涌浪长周期波作用下的运动量进行测试,给出起重船施工作业的波浪条件。有关研究成果可为起重船外海作业特别是涌浪长周期波海域施工作业提供技术参考和支撑。     

非自航工程船舶锚泊设备配置计算探讨

随着深水港口建设的发展,外海施工项目日益增加,非自航工程船舶按照常规配置的锚泊设备已不能完全满足水上锚泊安全及移船作业需要。合理地配置、应用锚泊设备,将会有效地改善非自航工程船舶在深水海域的锚泊安全和移船作业效率。笔者根据非自航工程船舶锚机配置现状,对其合理性和安全性,通过对比分析和计算做些探讨。旨在从设备配置上进一步提高船舶安全作业能力。     

长周期涌浪作用下码头船舶系缆稳定性研究

以国外某油码头项目为工程依托,采用OPTIMOOR系泊软件,研究周期较长的涌浪作用下码头船舶系缆稳定性问题,着重是波浪周期、波高及浪向等3个因素对于码头船舶系缆稳定性(船舶运动量和缆绳受力)的影响。通过调节系缆布置和缆绳材质减少涌浪的影响。     

大型工程船舶锚泊移位系统研究

为了实现大型工程船舶的准确定位和移动,结合船舶锚泊系统模型,提出了以实现所有锚链张力值方差最小为目标函数的最优控制策略,制定了移位系统控制方案,并根据水平面至导缆孔部分锚链和水下锚链受力的不同,采用系数法将整条悬链线等效为两成分锚泊线,对传统悬链线方程作出改进.具体算例和分析表明:改进的悬链线方程更符合实际工程情况,采用该最优控制策略设计的移位方案简单可行,实现了锚链张力的合理分布和船舶的准确移位.     

复杂水动力条件下大型开敞式码头轴线的确定

对20万吨级以上、动力要素十分复杂的海域，码头轴线的确定需要考虑船舶对码头结构的作用、码头可作业天数及作业效率、航道引水靠泊作业等多种要素。以大连矿石专用码头工程为背景，通过物理模型试验，系统测量了波浪、潮流、风等动力要素耦合作用下的船舶对码头结构、系缆设施及护舷的作用；给出了波浪和潮流不同夹角时船舶系靠泊状态下的运动量及缆绳拉力的变化规律。通过对水文资料及水动力试验结果的综合分析，考虑航道引水靠泊作业之要素，优化确定出码头轴线方位，该结果可为同类码头工程设计提供参考。     

涌浪海域起重船运动响应特性与作业窗口分析

长周期涌浪对船舶耐波性是极大考验,对于作业条件要求严苛的起重船表现尤甚。以涌浪海域施工的起重船为例,采用数值计算方法对运动微分方程求解,并得到标准海浪谱作用下的船体运动幅值预测;与此同时,监测施工海域的波浪参数以及船体运动幅值,并与数值分析得到的结果对比,验证了理论方法预测船舶运动响应的可行性;此外,结合现场施工记录,分析得到了1 000 t起重船作业窗口条件。     

开敞式码头系泊缆绳的优化研究

运用OPTIMOOR系泊软件,以减小环境荷载作用下船舶运动量及均衡缆绳张力分布为优化目标,结合江苏某港10万吨级石化码头,通过对比不同的缆绳材质、调整缆绳长度、调节缆绳预张力来优化开敞式码头系泊缆绳的布置。计算结果表明:增加缆绳长度可降低缆绳张力,设置尾缆能显著降低系泊钢缆的动力负荷,减少船舶的运动量;施加合理大小的预张力能有效降低船舶的位移量,均衡缆绳张力;建议大船主缆选用钢缆。     

基于ARM的打桩船液压装置控制系统

打桩船是一种用于水中建筑打桩和拔桩作业的工程船舶,对打桩船液压装置的有效控制对于实现高效稳定的打桩作业有着重要的作用,现代化的嵌入式技术为液压装置控制系统的实现提供了硬件和软件基础。本文对某型打桩船液压装置的特点进行分析,并重点研究打桩作业中的落锤问题,设计基于ARM的液压控制系统,为嵌入式系统在工程船舶装置中的推广应用提供参考。     

大型墩式码头系缆墩优化布置探讨

以工程实例为依托,结合OPTIMOOR数值计算软件,对30万t级油码头进行模拟。选取不同船舶装载状态进行分析,通过调整码头平面布置,研究其对船舶运动量和缆绳系缆力的影响。     

特殊用途船舶海上定点抛锚操作方法探讨

四点抛锚定位是海洋调查船在浅水海域进行海洋工程作业的基础,这种抛锚方式既要求船舶定位在预定位置,又要使船上前后左右四只锚的缆绳不相互缠绕,不影响本船螺旋桨的正常旋转,同时还要能够抵御当时环境下的风浪和海流影响,可以较长时间进行锚泊作业。此文根据近年来海上抛锚作业积累的经验,在与其他抛锚操作方式进行对比后,推荐这种操作方式进行定点抛锚作业。     

长周期波浪影响下连片式码头系泊布置优化

为改善长周期波浪影响下连片式码头的泊稳条件,结合工程实例,利用数值分析软件分析长周期波浪作用下连片式码头系泊船舶的缆绳张力、船舶运动量特点,提出改善长周期波浪影响下泊位系泊稳定性的关键因素。结果表明,随着波周期的增大,系泊船舶的缆绳张力、船舶运动量均会显著增大;系泊优化的关键在于增加系泊体系的弹性以便吸收船舶的动能量。系泊优化措施包括增加缆绳长度、采用非刚性缆绳系泊或增加缆绳的尼龙尾缆长度。采取系泊优化措施后,可大幅降低长周期波浪作用下缆绳张力,达到系泊布置优化目的。     

基于动力数值分析的抛锚航速

锚泊操作是船舶的一项关键操作,抛锚时航速太快会损坏船舶的锚设备,严重时可能会导致发生搁浅、碰撞甚至人员伤亡等事故;抛锚航速太慢则会增加操纵船舶的难度,可能导致锚链与锚绞缠,因此,合理控制抛锚航速在锚泊操作中尤为重要。在船舶动能模型的基础上,建立锚链张力与抛锚航速的数学关系模型。充分考虑在锚触底至抓牢过程中做功所消耗的动能锚设备强度的相关要求,选取小型、中型、大型和超大型等4种不同实船船型,在不同出链长度情况下,分别计算当锚链受力不超过锚机刹车力和锚抓力时的抛锚航速极限值。将抛锚航速计算值与经验值进行比较并分析计算值的局限性,提出抛锚航速的建议。     

风致船舶走锚关系研究

本文根据代表船舶在锚泊状态下不同吃水、不同风舷角情况计算船舶锚链受力情况,与船舶锚系留力和主机推力的大小比对,分析船舶在某种吃水状态下风致走锚的最低风力。根据实际船舶走锚风力大小的案例,验证计算方法的可靠性。提供一种简便的方法,对计算船舶在锚泊情况下防台走锚的可能性有一定的借鉴意义。     

系泊索属性对开敞式码头船舶系泊安全的影响分析

结合某工程实例,运用OPTIMOOR系泊分析软件,研究系泊索属性对开敞式码头船舶系泊安全的影响。以减少环境荷载作用下船舶运动量、均衡缆绳张力和减少断缆危险为目标,通过调节缆绳材质、直径,考虑导缆孔到绞盘的距离,增加预张力及缆尾索等方法,以期达到提高开敞式码头船舶系泊安全性的效果,此成果可为码头设计及港口管理人员提供参考。     

大潮差条件下浮式防波堤锚泊线组合形式的试验研究*

通过物理模型试验研究了在大潮差条件下不同锚泊线组合形式对浮箱式防波堤运动响应和锚链拉力特性的影 响。其中,锚泊系统布置形式采用平行型,组合形式有链+重块、链+重链、链+钢丝绳和链+尼龙绳4种。探讨了不同组合 形式的锚泊系统在大潮差条件下的优劣,给出一种比较适合大潮差的锚泊线组合形式,为实际工程提供参考。     

冰区航行船舶艏锚和锚链的设计

根据船舶舾装数设计艏锚和锚链的方法具有一定的适用前提,而冰区锚泊环境难以满足这些前提条件。在此情况下,为提高舾装数法的适用性,需特别考虑冰区航行船舶的艏锚和锚链的设计,而解决问题的关键在于求解风、流、浪和海冰综合作用下的锚链载荷。为简便有效地求取该锚链载荷,简化风、流、浪和海冰综合作用的物理模型,应用经验公式推导计算方法。根据某型冰区航行船舶的锚泊任务需求,给出其艏锚和锚链的设计方案,并通过适用性评估,验证该设计选型方案的可靠性。     

唐山港曹妃甸港区矿石码头三期工程码头平面布置

针对曹妃甸矿石码头三期工程,通过数学模型和物理模型试验,合理确定码头方位和长度。并针对船舶横移量较大的问题,对系缆墩的布置进行优化,减少了风、浪、流组合作用下船舶运动量对装卸作业的影响,且缆绳的受力更加均匀。     

浅水单模块浮式防波堤锚泊系统分析研究

针对浅水海域的单模块浮箱式防波堤,利用水动力通用软件ANSYS-AQWA,建立不规则波作用下浮体锚链耦合模型,得到浮式防波堤频域与时域的动态响应。重点分析频域下的六自由度运动RAO,以及利用AQWA的缆索动力学模块,设计对比了拖地长度和预张力不同的锚泊线受力情况,并得到该条件下最优的锚泊系统,对实际工程有参考价值。