连云港主航道适航水深及现场观测研究

通过分析连云港的泥沙特性以及港口淤积现状,对连云港主航道的适航水深的应用进行了研究,并结合室内的流变试验和船模阻力试验确定了适航重度值;同时利用双频测深仪、音叉密度计等仪器对连云港主航道开展了现场实船测量,分析了适航资源的分布情况以及船舶对浮泥的扰动情况,为连云港港区适航水深资源的利用提供了技术支撑。研究结果表明:连云港主航道的适航淤泥重度值为12.2 k N/m~3;主航道、港池泊位浮泥分布较为均匀,适航厚度基本在10~15 cm范围内;船舶在航行过程中对浮泥产生了一定的扰动,船体尾部出现较为明显的浑浊带。     

天津港适航水深资源的开发

适航水深资源的开发 ,即利用淤泥质港口与航道的现行水深图图载水深 (高频测深 )以下浮泥层进行通航 ,这样既可增加航深 ,又可减少港口与航道的泥沙维护疏浚量 ,降低航深的维护费用 ,改善船舶的航行条件 ,它对延长天津港深水航道及泊位的维护疏浚周期、降低天津港泥沙的维护疏浚费用具有十分重要的意义。文中首次提出了 :“适航备淤深度”的新概念 ,为全面开发天津港适航水深资源提供了理论依据。首次揭示了天津港回淤浮泥重度从 10 .5kN/m3 密实到 13.0kN/m3 (适航水深下界面浮泥重度值 )大约需 4～ 5个月时间 ,提出了天津港适航、适泊水深下界面浮泥重度可取值 13.0kN/m3 ,为制定维护疏浚方案提供了科学的依据 ,大大节省天津港的泥沙维护疏浚费用。     

Silas和Densitune系统在航道工程中的应用

以连云港港15万t级航道疏浚工程施T期浮泥观测为例,介绍Densitune音叉振动密度仪、Silas适航水深测量系统和悬移质取样器的特性,并根据实测的浮泥层厚度及其分布情况,剖析Silas和Densitune系统在实际工程应用中遇到的问题,供丁程设计和运营管理参考.     

静压下多层材料椭球形空腔吸声覆盖层的吸声性能分析

基于声波垂直入射下的二维解析公式,利用COMSOL软件建立椭球形空腔吸声覆盖层模型并与静压下穿孔率的理论公式进行对比,验证模型的有效性;利用所建模型分析了静压下多层材料椭球形空腔的吸声性能。结果表明:在静水压力条件下,多层材料吸声覆盖层的低频吸声性能比常压的要好,中高频方面两者相差不大;穿孔率25%下的吸声覆盖层在低频和高频的表现比穿孔率33.3%和穿孔率50%的吸声覆盖层要好,静压下穿孔率越大并不代表改善吸声覆盖层低频吸声性能越好;静压下多层材料吸声覆盖层随着压力的增大,椭球形空腔的形变量和覆盖层厚度的压缩量越大。     

静压下多层材料椭球形空腔吸声覆盖层的吸声性能分析

基于声波垂直入射下的二维解析公式,利用COMSOL软件建立椭球形空腔吸声覆盖层模型并与静压下穿孔率的理论公式进行对比,验证模型的有效性;利用所建模型分析了静压下多层材料椭球形空腔的吸声性能.结果表明:在静水压力条件下,多层材料吸声覆盖层的低频吸声性能比常压的要好,中高频方面两者相差不大;穿孔率25%下的吸声覆盖层在低频和高频的表现比穿孔率33.3%和穿孔率50%的吸声覆盖层要好,静压下穿孔率越大并不代表改善吸声覆盖层低频吸声性能越好;静压下多层材料吸声覆盖层随着压力的增大,椭球形空腔的形变量和覆盖层厚度的压缩量越大.     

基于雨流计数法的高低频复合疲劳试验研究

船体固有频率与遭遇波浪频率及其倍频相接近时,波浪载荷极易引起船体结构产生持续的波激振动现象,对大型船舶结构疲劳损伤的影响达到40 %以上。因此,有必要针对波激振动引起的非线性垂向弯矩载荷特点,开展高低频复合工况下典型切口试件疲劳试验及累计损伤分析研究。基于非线性随机载荷的分析方法,采用闭合雨流计数法提取叠加应力历程中的多级循环载荷,并结合平均应力修正方法和疲劳极限以下SN曲线局部修正法,对叠加应力历程中小载荷的损伤效应展开研究。分析结果表明,高低频载荷叠加产生的附加损伤效应对疲劳寿命的影响显著,在恒定应力比下随平均应力的变化近似成二次函数关系。考虑高频小载荷的叠加应力历程疲劳寿命明显降低,可以通过修正累计损伤临界值或引入应力放大因子,近似的利用线性累积损伤理论预测实际叠加应力历程的寿命范围。     

珠海电厂港区适航水深研究与应用

文章通过现场实测潮汐、潮流、含沙量、底质、水深以及浮泥密度和高低频水深等资料的对比分析,采用港池回淤泥沙流变试验和船模阻力试验等方法,对珠海电厂港池及航道的浮泥分布及适航水深重度标准值进行了分析研究。研究成果为珠海电厂港区适航水深资源的利用提供了具有实际工程应用价值的资料依据。     

复杂心滩通航河段不同角度碛首坝对航道条件的影响*

长江上游河段多为基岩和卵砾石河床,常见心滩、浅滩及边滩等复杂边界碍航河段。由于工程实际需要及航道整治要求,经常存在采砂坑、开挖航槽、修筑碛坝等改变局部河道边界的情况。以长江上游占碛子河段为例,建立向右偏转0°、5°、10°碛首导流坝数学模型,分析表明:0°碛坝引起的水位壅高流速增幅和分流比变化均较小 ,对占碛子浅滩影响较小;5°碛坝对主槽分流比和航道通航水深及流速的优化更加明显,通航效果更优;10°碛坝对主槽通航条件的改善明显,对流场改变较大,引起了明显的河势演变。为长江上游复杂通航河段航道整治工程的设计和研究提供参考。     

枢纽扩建船闸工程上游设计最低通航水位的确定

上游设计最低通航水位是船闸工程建设的关键技术参数之一,直接影响船闸使用性能、投资和工期。针对已建枢纽扩建船闸工程上游设计最低通航水位取值的问题,根据株洲枢纽实测水位,进行枢纽实际最低运行水位和保证率水位的分析,对不同特征水位时二线船闸工程投资情况、一线船闸运行情况及渠化梯级间水位衔接情况进行论述,采用模型试验验证和测算投资比较的方法,得出株洲二线船闸上游设计最低通航水位宜采用38. 3 m的结论。该研究方法对山区、丘陵区枢纽扩建船闸工程具有借鉴意义。     

Prediction of the forces acting on container carriers in muddy navigation areas using a fluidization parameter

To assess the safety of navigation in muddy areas, a comprehensive captive manoeuvring model test program was executed. Based on the results of this experimental program, a four-quadrant manoeuvring model was built with a separate set of coefficients for each combination of under-keel clearance and mud layer characteristics. The disadvantage of this model is that only conditions corresponding with the experimental ones can be simulated. A more consolidated mathematical model was needed. This was achieved with the introduction of a fluidization parameter that determines the corresponding hydrodynamically equivalent depth above a solid bottom. As a result, the under-keel clearance dependency of a given mathematical manoeuvring model can be reformulated in such way that the effect of any realistic muddy condition is included. In this article, the modelling of the hull forces, the propeller thrust and torque, and the forces acting on the rudder will be discussed.     

广州港南沙港区港池适航水深综合论证研究

文章采用现场实测底质以及浮泥密度和高低频水深测量资料对比分析、港池回淤泥沙流变试验和船模阻力试验等方法,对广州港南沙港区一期、二期港池的泥沙特征、港区浮泥分布及适航水深重度值进行了论证研究,为指导南沙港区适航水深资源利用提供了具有实际工程应用价值的资料依据。     

大顶子山航电枢纽变动回水区航道整治试验研究

大顶子山航电枢纽变动回水区河段年际、年内来水及来沙不均。定床模型试验提出了变动回水区河段航道以整治为主、疏浚为辅的整治原则,整治建筑物高度丁坝取0.5 m,锁坝取1.2 m;变动回水区上段整治线宽度取300 m,下段取200 m。经动床模型多方案试验比较,推荐方案满足III级航道标准,但变动回水区上段产生累计性淤积,河床普遍发生淤积抬高现象,使航深变浅,航行条件恶化,若要达到III级航道标准(航深1.7 m×航宽70 m×弯曲半径500 m)约10 a时间进行清淤。     

清水冲刷河床调整过程试验研究

通过沙质河床清水冲刷水槽试验,对河床纵剖面的调整、沙波尺度、粗化层厚度及其与沙波运动关系、粗化层级配、推移质级配等进行了观测分析,进一步揭示了清水冲刷,河床重建平衡的机理。水槽试验表明,沙质河床清水冲刷,上游河段比降调平,床沙粗化,沙波发育,河床阻力增大,水深增大,流速减小,导致河床供沙能力削弱,输沙能力降低,冲刷向不冲刷转化。     

筒型基础负压沉贯后筒内水膜现象的试验研究

筒型基础负压沉贯过程中将产生土塞现象,松散的土塞回落后会在筒内上部形成一层水膜。在筒型基础的使用阶段,水膜高度将在荷载作用下发生变化,造成筒基竖向位移,严重时将影响上部结构的正常使用。试验通过向沉贯后的筒基内灌入不同配合比的泥浆来解决水膜现象。试验选取了三种典型土体(砂土、粉土和粉质粘土),通过观测和数据分析,砂土情况的灌浆效果最为明显,其次是粉质粘土和粉土。     

Modelling propeller and rudder induced forces acting on deep drafted vessels in muddy navigation areas

To assess the navigability of deep drafted vessels in muddy navigation areas a mathematical model has been built that takes into account the characteristics of the mud layer. This was achieved with the introduction of a fluidization parameter which determines the corresponding hydrodynamically equivalent depth above a solid bottom. As a result, the under keel clearance dependency of a given mathematical manoeuvring model can be reformulated in such way that the effect of any realistic muddy condition is included. In this article the modelling of the propeller and rudder induced forces and the implementation possibilities of the model will be discussed. It is concluded that the mathematical model, initially formulated for a 6,000 TEU container carrier, provides reliable predictions of the behaviour of larger container carriers and even fuller deep drafted ships.     

顶部张紧式立管强度设计分析

顶部张紧式立管(TTR)是油气开发必不可少的立管类型。研究了南海1500m水深半潜式干树深水平台TTR的概念设计,提出新的管中管结构的等效方法。通过分析立管结构的受力控制方程,得到立管受力分析的主要影响参数,按照轴向刚度、抗弯刚度、立管湿重和液体湿重等效原则,实现立管力学性质的等效。使用Orca Flex软件非线性时域分析立管遭受的四种典型工况,分别获得张力和弯矩,依据管中管结构外管和内管的刚度在等效模型中占的比例进行分配,根据API规范确定管中管结构外管和内管的应力,得到TTR四种工况下的强度分析结果,认为在半潜平台下,TTR强度满足设计要求。