锚泊船走锚后的稳定漂移速度计算

随着港口交通流密度的增加,船舶在锚地的数量也逐年呈递增趋势,而锚泊船在台风这样的恶劣天气条件下,极易发生走锚事故,船舶走锚后若不及时采取措施,可能会撞击到锚地其他船舶,或者危及锚地周边海上资源,所以研究锚泊船走锚后的运动状态就显得尤为重要。本文研究了在风、流、及锚链力的共同作用下,对锚泊船进行行受力分析,理论推导出走锚船稳定向下风漂移时的速度模型,再通过实例计算进行计算验证,初步证实了模型的准确性。     

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。     

单点锚泊船锚链线水平摄动分析

为研究单点锚泊船在外力作用下的低频运动锚链线的恢复性能的问题,利用锚链线的静力特性推导出锚泊线方程,考虑水深、水平位移、单位锚链重与水平作用的关系,同时通过水平作用力与顶端水平位移进行参数摄动分析,以偏微分的方法推导了锚泊线恢复性能系数方程,并结合水平力参数摄动法分析锚泊线的恢复作用性能。计算结果验证了恢复系数具有明显的非线性,所得恢复性能方程及摄动分析结论对工程实践及锚泊(防走锚)预警系统的理论研究具有一定的参考意义。     

锚泊船走锚后的稳定漂移速度计算

文章研究了在风、流、及锚链力的共同作用下,对锚泊船进行受力分析,理论推导出走锚船稳定向下风漂移时的速度模型,通过实例计算验证,初步证实了模型的准确性。     

船舶锚泊的安全评价

利用ＭＭＧ模型建立锚泊船的船舶运动方程,采用蒙特卡罗法,对锚泊船的偏荡运动和走锚后的漂充运动进行计算机模拟,从而获得数据,建立评价指标,通过地船舶锚泊的安全分析得出较实和、科学的安全评价方法,并用此方法对船舶单 泊和了锚泊分别进行安全评价。     

嵌入式远程监测系统设计与应用

嵌入式系统在大数据量快速处理、网络通信等方面具有明显优势,是当今信息技术领域的研究热点之一。本文以船舶锚泊监视为应用背景,设计了一种嵌入式远程监测系统,该系统由船上的数据采集端和岸上的监视端组成,采集端用以采集锚泊现场受力数据及锚链偏荡运动的视频并发送给监视端,监视端用以展示锚链受力数据、锚链运动的视频等,判断走锚后能够进行声光报警。     

三维锚泊系统时域计算分析

通过采用在频域内对浮体运动方程求解并将计算结果转换为时域结果,同时与锚链线运动时域方程耦合求解锚泊浮体在限制工作水深的运动位移与锚链线上的张力.采用一种考虑锚链线上各种受力的三维锚链线模型来计算锚链的位移与受力.通过对计算结果的分析表明,本方法简单、实用,可以提供具有工程精度的锚泊性能预报.     

基于锚泊运动模型的仿真分析与应用

结合锚泊状态中船舶的运动轨迹,进行受力分析,计算船舶的最小安全出链长度,利用计算机Matlab软件对锚泊安全进行仿真评估,提出一种通过观测锚链夹角判断走锚的简便方法,以便对在狭小水域抛锚和锚泊值班作业提供一个有用的参考。     

浮式生产储油船锚泊定位性能计算

应用计算锚链的悬链线方程和计算船舶运动的格林函数方法的耦合数值方法，对一锚泊的浮式生产储油船进行了定位性能计算，给出了自由状态与锚泊状态系统的运动响应特性的对比、不同状态与工况的锚泊浮体的运动性能参数以及锚链承受的张力等计算结果。研究成果可以为浮式生产储油船锚泊系统设计、校核计算和锚泊系统形式与参数优化提供初步计算结果以及用于设计方案的比较。     

单锚泊船舶走锚预警系统的研究

采用单锚泊方式的船舶在受到风、流等外界干涉力后,容易产生偏荡运动。偏荡过程中船舶对锚链的冲击力随着船舶的运动状态发生变化,其在船舶的风舷角最大时达到最大,在锚链力不足以抵消冲击力的情况下,船舶会发生走锚。此时,如果驾驶员没有及时采取行动,走锚会威胁船舶安全。建立船舶走锚预警系统,旨在提醒驾驶员在船舶走锚的最初阶段采取有效的应急措施,避免事故的发生。     

温度对悬索桥锚跨索股张力影响研究

分析了温度对悬索桥锚跨索股张力的影响，通过数值解析法和有限单元法计算锚跨在空缆状态时对应的不同温度下的理论索力，并结合鱼嘴长江特大桥架设过程中的索力测试结果，提出一种锚跨索股张力的分析方法，并且介绍了索力检测设备及检测过程。     

海流作用下舰船锚链运动模型研究

为研究海流作用下舰船锚链的运动响应,在锚链微元运动控制方程基础上,计入其受到的海流作用力和弹性形变等因素影响,建立锚链运动模型并进行了仿真,进而与经典悬链线方程法的计算结果对比分析。结果表明,海流作用会对锚链悬链段长度、顶端位移以及各点处的张力等产生影响,且这一影响将随着海流流速的增大而愈加明显,实际工程中应予以考虑。建立的舰船锚链运动模型及结论分析,对舰船锚泊安全的理论研究和工程实践具有一定参考价值。     

深海系泊缆的动刚度特性

针对纤维缆在交变载荷作用下存在的动刚度问题,基于集中质量法的思想建立了系缆的动张力计算模型,编制了能够有效分析系泊系统动力响应的源程序.将张力程序计算结果与商业软件计算结果进行对比,验证了算法程序的准确性,并在此基础上分析了纤维缆复杂的应力应变行为,采用统计的原理计算平均张力和张力幅值,将动刚度引入模型中探究其对系泊张力的影响.此外,分析系统在不同运动形式及环境载荷下的张力结果,研究考虑动刚度后系统参数对系泊张力的影响规律.     

海底脐带缆铺设系统动力学仿真及张力补偿研究(英文)

For studying the dynamic performance of subsea umbilical cable laying system and achieving the goal of cable tension and laying speed control,the rigid finite element method is used to discrete and transform the system into a rigid-flexible coupling multi-body system which consists of rigid elements and spring-damping elements.The mathematical model of subsea umbilical cable laying system kinematic chain is presented with the second order Lagrange equation in the joint coordinate system,and dynamic modeling and simulation is performed with ADAMS.The dynamic analysis is conducted assuming the following three statuses:ideal laying,practical laying under wave disturbance,and practical laying with tension compensation.Results show that motion disturbances of the laying budge under sea waves,especially with heaving and pitching,will cause relatively serious fluctuations in cable tension and laying speed.Tension compensation,i.e.,active back tension torque control can restrict continuous tension increasing or decreasing effectively and rapidly,thus avoiding cable breach or buckling.     

一种组合系泊系统及其系泊特性影响研究

为了在较低的成本下更大程度地减小浮体的运动,文章提出了一种组合系泊系统的概念,并基于三维势流理论,当系泊形式为锚链、重块、弹性索以及它们之间的组合时,运用AQWA软件计算了系泊浮体在不规则波中的运动响应。在几种不同的工况下,通过比较浮体的响应和锚线张力,发现有弹性索时浮体运动和张力明显减小,当弹性索长度增加时,运动和张力减小得更多。当弹性索长度一定时,位置的变化对浮体运动和锚链张力响应不大。带沉子时浮体运动减小,同时锚链张力增加得也不多,文中的发现在工程使用中具有很重要的参考和借鉴意义。     

深海工程船锚泊仿真系统

为实现工程船定位和控位快速模拟仿真,以45000载重吨海洋工程船为例,采用均匀设计试验方法,确定深海船舶工作的不同工况组合,基于Ansys-Aqwa软件对该船的深海锚泊动态响应进行仿真分析。对仿真结果进行回归分析处理,得到船舶位移和锚索张力与锚索长度和环境载荷(风、浪、流)之间的数学响应模型。对位移数学响应模型进行求反函数处理,获取船舶控位调整锚索长度的方法,为深海锚泊软件仿真系统提供模型支撑。     

深海工程船锚泊仿真系统研究

为了实现工程船定位和控位快速模拟仿真,本文以45000DWT海洋工程船为例,采用均匀设计试验方法,确定深海船舶工作不同的工况组合,基于Ansys-Aqwa软件对工程船深海锚泊动态响应进行仿真分析,对仿真结果进行回归处理,得到船舶位移和锚索张力与锚索长度、风浪流环境载荷变化的数学响应模型,再对位移数学响应模型进行求反函数处理,获取船舶控位调整锚索长度的方法,为深海锚泊软件仿真系统提供模型支撑。     

基于载人潜水器的深海敷缆运动仿真

提出了基于载人潜水器搭载海底敷缆装置的深海敷缆作业方式，建立了载人潜水器深海敷缆运动的二维稳态模型，仿真分析了余量敷缆时不同航行速度和放缆速度组合、潜水器相对海流速度、敷设余量、航行高度和海缆重量等参数对敷缆运动的影响。分析发现海缆张力随着敷设速度、潜水器相对海流速度、海缆重量的增大而增大，随着敷设余量的增大而减小；海缆水中位形曲线随着敷设速度、潜水器相对海流速度增大而趋于平缓，随着海缆重量的增大而更加陡峭，放缆速度的变化则对海缆位形曲线无影响；潜水器航行高度的变化对缆形和张力分布都没有影响，只是随着高度的增加，缆形和张力在原来的高度基础上有一定的延伸。     

FPSO外输系统动力响应及风险分析

采用水动力分析软件AQWA对由软钢臂式单点系泊FPSO和油轮组成的串靠外输系统的动力响应和安全性进行研究。基于多体方法,建立串靠外输系统的有限元模型,计算4种拖轮拉力和24种作业海况下外输系统的连接大缆张力、两浮体相对艏向角及间距的时间历程,并分析波高、流速、风速、风浪流夹角、连接大缆长度等因素对系统动力响应的影响及动力响应特性。此外,还开展了串靠外输系统的风险分析,计算不同海况下连接大缆失效、船体碰撞和过分相对艏向运动的发生概率。研究结果对串靠外输系统的设计和外输作业具有一定的指导意义。     

海洋潜标系统布放动力学分析

布放是浮标系统投入使用前的一个关键的作业过程。研究海洋潜标系统布放过程中的水动力特性,对安全顺利地实现布放有重要的意义。考虑海洋潜标系统各部分的水动力作用和系留索的弹性变形,通过时域模拟海洋潜标系统在500m水深海域的采用浮标先行投放法的布放过程,计算了海洋潜标系统布放过程中的动态响应,并分析了波高、作业船速度和系留索弯曲刚度对布放的影响。得到的结果表明：锚位会滞后于锚投放点;系留索曲率和有效张力的最值都出现在缆索与锚的连接段;锚触底时缆索瞬时张力达到峰值;系留索的弯曲刚度是影响布放的重要因素,随着弯曲刚度增大,锚位明显前移,系留索的有效张力峰值和曲率都会降低;波高和作业船速度的改变对于浮标系统布放的动态响应的影响幅度很小。