风浪流联合作用下船舶码头系泊的时域分析

针对大型船舶结构,提出一种码头系泊方案,并基于三维势流理论,建立了船舶码头系泊耦合运动响应分析方法。以一型散货船为例,分析风、浪、流载荷联合作用下,首尾缆采用不同材料对船舶运动响应和系泊缆张力的影响。数值计算结果表明：本文提出的码头系泊方案效果良好,首尾缆材质形式不同对船舶时域响应影响较大,其中首尾缆采用3根高分子缆绳系泊形式时域响应最好。     

多工况联合作用下大型集装箱船码头系泊试验研究

高速发展的经济形势对水路运输的要求越来越高,船舶在码头舾装作业的时间变长,经常受到大风浪,甚至台风的袭击,保持船舶和码头的安全,是本领域关心的重点问题之一。本文针对大型集装箱码头停靠问题,详述码头试验过程,以波浪的周期及波幅为变量,优化系泊系统布置方案,进行多工况联合作用大型集装箱船码头系泊相关试验研究,探究停靠船舶的运动特性、系泊缆顶端张力变化规律,为大型船舶系泊系统的设计提供参考。     

RMFC模型在新型拼接式海上栈桥码头三维运动响应计算中的应用

将刚性模块柔性连接器模型(RMFC)应用于拼接式海上栈桥码头的三维运动响应计算,柔性连接器被假定为线性弹簧,采用有限水深三维势流理论计算水动力,重点分析了6种浪向的改变对栈桥码头三维运动响应的影响,并将谱分析结果与实验结果进行了比较.结果表明本文提出的计算模型能够很好地反映拼接式海上栈桥码头的三维运动响应情况,其结果可以作为设计连接器及锚链的依据.     

波流作用下高桩码头动力响应试验研究

针对外海工程地质环境,以高桩码头为研究对象,设计波流作用下水槽试验方案,开展波流作用下高桩码头动力响应的试验研究,还原了高桩码头真实的使用环境,探讨高桩码头桩身内部响应差异,分析自由场与桩周土孔压和加速度的响应关系。结果表明：1)高桩码头各桩响应差异明显,顺波流方向桩身所受动水压力逐渐减小,桩身弯矩前排桩大于后排桩,中间桩大于两侧桩;2)面板位移和加速度呈周期性变化,扭转随波流作用逐渐减小;3)土层加速度和孔压随波流传播和埋深增加逐渐减小,群桩的存在会增大土层加速度、减小孔压;4)高桩码头设计时,应适当提高中间桩的强度,重视对表层海床土的加固。研究成果可为高桩码头的设计和维护提供一定的参考与借鉴。     

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。     

风浪流共同作用下的多浮体系泊性能试验研究

随着近年来深海及海洋资源开发,其装备需求也持续快速增长,相继出现大量新型构型海上系泊结构,相应的海上运输作业中出现了更多的多浮体系统。因此,对于浮体运动响应与受力等研究已成为设计所关注的重要问题。文章主要针对一种多船构成的海上多浮体过驳平台进行系泊特性物理模型试验研究,基于各船体的水动力因素以及浮体间相互作用的机理,试验得到在风浪流作用下整个系统绕单锚泊点漂移量,以及在相同环境条件作用下,各浮体的运动量与相对位移,同时对系泊浮体间的系泊缆力变化进行了测试。该试验为验证与分析这一类多浮体过驳结构的水动力性能和结构荷载提供依据,具有一定的工程实践意义。     

后勤保障浮式码头耐波性能试验

采用模型试验方法对后勤保障浮式码头耐波性能进行研究。设计浮式码头物理模型和系泊系统模型。采用静水衰减试验,得到浮式码头的横摇和纵摇阻尼。采用规则波（Regular Wave,RW）试验,得到浮式码头的运动响应幅值算子（Response Amplitude Operator,RAO）曲线,并与数值计算模型进行对比,相互验证有效性。采用不规则波（Irregular Wave,IRW）试验,分析浮式码头的运动性能和四点锚泊性能,并与数值计算模型进行对比。结果表明模型试验与数值计算模型吻合较好,可为后勤保障浮式码头设计提供相应的参考依据。     

穿浪多体船运动性能研究

在穿浪双体船基础上，加装半潜体或带被动式减纵摇鳍的半潜体使其成为消波穿浪多体船，航行性能大大提高。半潜体不仅对耐波性能有利，对静水阻力和船体结构强度都有利。试验表明半潜体使经济航速阻力减小１８－２３％，设计航速阻力减小５－７％。耐波性综合指标比穿波双体船有提高，特别是纵摇明显减小。     

新型垂向耦合多体低运动半潜平台运动性能研究

深海油气田开发中,干式采油树比湿式采油树具有更多优势。在半潜平台下部安装垂荡板可减小运动响应,从而使其能够采用干式采油树。本文基于多浮体三维势流理论,采用数值模拟和模型试验相结合的方法,对垂荡板和干树半潜平台组成的复杂垂向耦合多体系统的运动性能展开研究。数值计算结果与试验结果吻合良好,两结果均证明该新型平台拥有良好的运动性能。同时,对不同伸缩立柱长度和不同下浮箱重量展开逐步探索,得到其对垂向耦合多体低运动半潜平台运动性能的影响规律。本文的研究结果可为新型干树半潜平台的优化和使用提供参考。     

水下爆炸冲击波作用下船体舱段刚体运动试验研究

对舰船舱段在水下爆炸球面冲击波作用下的刚体运动速度进行预报。以炸药在舱段中部正下方爆炸的工况为研究对象,将舱段简化为平板模型,计及流场对舱段运动时附加质量的影响,提出一种计算船体舱段在球面冲击波的作用下刚体运动响应的方法,对比舰船实尺度舱段水下爆炸试验结果,验证该方法的正确性。结果表明:舰船舱段整体受到冲击波的最大压力时刻比冲击波到达峰值压力的时间有一定的延迟,在冲击波压力趋于零时舱段刚体运动速度达到峰值。     

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.     

单点系泊船舶在风浪流联合作用下的平衡位置和受力计算

研究了风浪流联合作用下单点系泊船舶的平衡位置和受力问题。以Newman公式计算波浪漂移力为基础,提出了不同方向的风、浪、流联合作用时,单点系泊船所受到的横向力、纵向力和回转力矩的计算方法。并计算了风浪同向时,不同风流夹角组合对应的船舶平衡位置的确定方法。为系泊装置的选择提供了理论计算依据。最后通过算例验证了本方法的合理性和实用性。     

引桥桥墩间距对港域流场影响的试验研究

为了改善工程区的流场分布,根据烟台西港区一期工程潮流数学模型试验的研究成果,针对引桥为透空和实体的结构形式,分析了工程建设对流场的影响,以及桥墩不同间距直至实体时工程海域流场的变化情况和对通航条件的影响,并对回转水域和停泊区的流速流向变化进行了对比分析。结果表明：桥墩间距在5～15m时,可以兼顾透流效果和掩护条件,满足工程要求。     

风浪流联合作用下移动式水上作业平台的施工稳定性

利用适用于太湖工况的SWAN风浪场模型分析不同方向风、浪、流对移动式水上作业平台的叠加影响及三者联合作用下平台的稳定性.搜寻产生最大响应幅值的危险环境条件,确定平台最佳布设方位,获取系泊缆安全系数.结果 表明,风浪入射角在0°～180°范围内变化时,平台晃荡运动幅值先增大后减小,系泊缆安全系数则与之相反,两者均在60°附近出现转折,在180°附近出现最小晃荡幅值和最大系泊安全系数.因此就平台布设而言,60°为危险方位,180°为最佳方位;塔吊转动作业时平台整体的晃荡幅度较小,有较大的安全储备,系泊安全系数最小值为2.8.     

潮汐作用下重力式沉箱压载致倾调平的试验研究

为避免沉箱在坐底时产生较大的倾斜,在受潮汐作用的条件下,针对在淤泥质海床上锚固定位后的沉箱进行压载致倾调平物理模型试验研究。试验中,根据地质勘察报告给出的现场分层地基的土层厚度及物理性质指标,将地基模型分成3层。通过本研究,分析总结沉箱在饱和软粘土地基上临近压载坐底前的过程,试验结果可为工程施工提供参考。     

波流联合作用下振荡浮子式波浪发电机动力学分析

参考某型振荡浮子式波浪发电装置的具体参数,结合该装置工作过程,使用水动力分析软件OrcaFlex建立了在不同海况下装置工作过程中的动力学分析简化模型,分析了流、波以及波、流联合作用对振荡浮子式波浪发电装置张力、弯矩沿缆长方向的变化规律以及装置能量转换效率的影响。结论对海洋可再生能源研究有一定的参考价值。     

底浮箱式防波堤消浪性能、锚链张力及运动轨迹的试验研究

通过物理模型试验,底浮箱式防波堤在定水深和锚碇固位,受规则波、水流作用下,对浮堤的运动状态进行试验研究。对在波浪单独作用和波、流共同作用时,浮堤的消浪性能和锚链张力进行比较性试验,并对浮堤在波浪单独作用下的运动轨迹进行描述。试验结果表明,波浪单独作用的浮堤消浪效果好于波、流共同存在时;锚链张力的变化趋势基本相同;由于浮堤的堤宽与波长相比仅是1/6~1/3,浮堤两弦之间的相位差仅为(1/3～1/1.6)π,因此,浮堤的摇摆角度并不大。     

风机基础所受波浪抨击力的数值模拟和实验研究

准确预测风机基础所受到的抨击载荷对风机的设计至关重要。在上海交通大学海洋工程国家重点实验室,通过模型实验研究了在聚焦波浪作用下风机基础所受到的抨击载荷,同时研究了聚焦波浪的不同参数对抨击载荷的影响。此外运用计算流体力学软件FLUENT,通过有限体积法求解不可压缩Navier-Stocks方程和体积分数法捕捉自由液面,在数值波浪水池中模拟了聚焦波浪拍击风机立柱的过程。数值模拟与模型试验的结果吻合得较好。最后将模型实验的结果与各种设计准则中采用的预测抨击力的经验公式进行对比,验证了不同准则预测波浪抨击载荷的有效性。     

波流泥沙淤积模型相似律及选沙研究

根据潮流、波浪、泥沙运动基本方程式,结合有关研究的最新成果,探讨波浪、潮流共同作用下动床泥沙淤积模型的相似律,提出了模型沙和模型变率的选择原则。     

高速排水型船舶兴波波形与兴波阻力的试验与数值研究

为了更好地了解高速排水型船舶的兴波特性并检验数值计算方法的可行性,对不同水深下的高速排水型船舶的兴波波形及兴波阻力进行实验及数值研究。实验中的波形测量采用五道纵切法,数值计算采用基于NURBS的广义边界元法。比较不同方法求得的兴波阻力系数,与实验结果的比较表明,数值方法及计算是可行性的。