半潜式重吊船重吊压载系统设计和测试

随着海洋工业行业的发展,半潜式平台、张力腿平台、浮动式海上生产设施、深海浮筒平台和钻塔、钻井平台和船舶等超重、超高、超宽、超值特殊大件海上浮体结构物模块的重量已达到了天文数字,传统的起重船根本无法满足吊装运输要求.半潜式起重工程船广泛应用在钻井平台(包括自升式和半潜式)、导管架、组块及FPSO模块的安装吊载运输过程中,可适用于不同场合和满足不同吨位的重量要求.半潜式起重工程船为选择更复杂的安装吊载工艺提供了可能,同时可以延伸EPCI(采购、设计、建造和安装调试)合同总包商的产业链,降低总包成本和缩短建造周期.大型起重船的关键技术之一是压载水的高速调配压载系统.(重吊压载系统)     

搁浅船舶扳正过程计算方法

为了研究搁浅船舶的打捞,计算了船舶扳正过程中搁坐力和纵倾角的变化,分析了船舶舱室内的自由液面在搁浅船舶扳正过程中的作用。根据搁浅船舶的受力特点,建立了其力学模型。针对传统搁坐力计算方式的缺点,利用 GHS 软件模拟搁浅船舶的扳正过程,并以某搁浅船舶为例,求解该过程中各搁坐点的搁坐力、总搁坐力、横倾角和纵倾角。通过仿真模拟,比较了船舶不同搁浅状态的扳正过程,分析了搁坐点位置、吃水、船体型线和船舶重力分布对搁浅船舶受力和姿态的影响。分析结果表明：搁坐点位置相对分散或船体吃水较深时,船体的纵倾角变化相对较小,变化量为其他类型的0．1％～2．0％;搁坐点关于船舯非对称产生的总搁坐力变化量相对搁坐点关于船舯对称产生的总搁坐力较小,前者变化量为后者的35％～65％;舱室内自由液面的存在加大了搁浅船舶打捞的难度,因此,在制定打捞方案时应该着重考虑其影响;施工过程中也应控制搁浅船舶翻转的速度,避免阻碍扳正工作或对船舶产生进一步的破坏。     

大倾角搁浅船舶扳正过程分析

在研究大倾角搁浅船舶的扳正过程中,计算了难船扳正力、横倾角和吃水。根据搁浅船舶的受力特点,建立了其力学模型,分析了扳正过程中横倾角、吃水、入泥深度与海底泥土性质对船体的影响。利用GHS软件模拟搁浅船舶的扳正过程,以某搁浅液化气船舶为例,求解了其扳正过程中船体扳正力、总搁坐力、剪力、弯矩和转矩,比较了难船不同扳正方案,分析了难船的扳正方式、搁坐位置、上层建筑与储气罐对难船打捞的影响。分析结果表明:在扳正过程中,3个方案的力学参数的变化趋势是一致的。最大扳正力相差较大,差值为9.1%~20.0%。搁坐力、剪力和弯矩均在横倾角为-55°~-50°时达到最大值,船体虽然在该阶段不需加载较大的扳正力,但仍应该注意船体的受力情况。在横倾角为-120°~-100°时,转矩变化非常剧烈。弯矩和转矩均出现了反向变化的现象,威胁船体结构的安全,扳正中应该谨慎处理。选择合适的扳正方案时应该综合考虑扳正力施力点的位置和扳正过程对船体与环境安全的潜在威胁。     

破舱倾覆船体扳正过程数值模拟

考虑了破舱倾覆船体浮性和稳性,研究了船体在扳正过程中空间位置和受力状态;采用欧拉旋转变换方法建立了船体空间力学平衡方程,根据船舶静力学原理,得到了破舱倾覆船体稳性和扳正力数学模型;根据伯努利定理计算了破舱进水量及其对船体重心和浮心位置的影响;利用GHS软件模拟了破舱倾覆船体的扳正过程,求解了其最大扳正力和进水量,计算了船体纵向6个位置的剪力、弯矩和扭矩。计算结果表明:在最初扳正时,破舱进水导致倾覆船体扳正力矩降低了130.312 MN·m,说明破舱进水降低了倾覆船体的稳性,可以减小最初扳正力,降低了扳正难度;在扳正后期时,破舱进水产生的倾斜力矩最大值为163.594 MN·m,说明破舱进水降低了船体的稳性,提高了扳正难度,仍需要施加较大的扳正力平衡船体;船体纵向强度分布会随着扳正力和破舱进水量的变化而改变,多点扳正船体的最大扳正力小于单点最大扳正力的40%,最大扭矩小于单点扭矩的50%;方案1~4的最大进水量分别为6 269.76、6 781.01、5 830.76、6 653.33t,因此,合理布置扳正点的位置,单点扳正(方案1~3)的进水量小于多点扳正(方案4)。     

基于专家系统的船舶配载智能控制策略

利用专家系统的反向推理和正向推理相结合的多级控制策略,提出船舶装卸载分轮次序中确定货物装载位置、能力、顺序的控制原则和约束条件及实现原理。通过控制船舶的浮态和强度,提高船舶压载水的速率及排放能力,保证货物装载过程中压载水与货物操作相适应,保证船舶在港内装卸载过程中强度满足要求,确定船舶配载方案及船舶装卸载分轮次序。实船计算结果表明该策略提供了船舶装卸载操作每一步货物的数量、装舱顺序、时间及船舶浮态等性能指标,能迅速、准确地确定船舶配载方案及操作步骤,提高船舶的配载效率,避免船舶配载中的盲目性。     

自升式钻井平台悬臂梁负荷试验研究

悬臂梁负荷试验是自升式钻井平台极为关键的试验项目,其目的是验证悬臂梁结构和主船体所能承受的载荷是否满足设计要求。悬臂梁最大许用负荷一般高达千吨以上,试验具有很大难度。本文以一自升式钻井平台为例,首先对试验目的、试验程序等内容进行了论述,其次基于有限元方法论证了采用等效荷载进行试验的可能性,最后对试验压载方案、预压载方案、平台试验压载操作流程进行了研究。得出的结论对降低试验难度、增加试验安全性具有重大意义,为后续悬臂梁负荷试验提供有力指导。     

论蓬莱出土的高丽古船在韩国船舶史上的意义

1984年和2005年在山东省蓬莱市所发掘的4艘古船中,根据船体舷板的连接方式判断,第3号船和第4号船公认为是高丽船.由于蓬莱第4号船的船体的残存量很少,因此无法推断其原来的结构特点,但被称之为高丽船的第3号船,因其比较完整地保存了船底板、舷板以及其他相关部件,可供我们推断其结构特点.第3号船的舷板是采用传统韩船的制造方式进行连接,在船体内部并没有设置加龙木而是采用设置隔舱板的方法提高船体的横向强度.韩国船舶史界普遍认为传统的韩船是通过设置加龙木来提高船体的横向强度,因此蓬莱出土的高丽古船,在韩国的学术界乃至在中国的学术界都引起了相当大的争论.在这篇论文中,准备初步探讨拥有隔舱板的韩国古船--蓬莱3号船,在韩国船舶史研究方面带来的意义;同时回顾-下所谓"在韩船中没有隔舱板"观点的形成过程,以及在考察蓬莱高丽古船的发掘概况和结构特征的基础上,重新整理其他学者对蓬莱3号船的有关观点.     

船舶舱室火灾烟气蔓延的场-区耦合模型

针对大型船舶火灾中的烟气蔓延,分析了场模型FDS软件和区域模型CFAST软件各自的局限性。基于能量传输、组分转换和压力平衡原理,建立了船舶舱室火灾烟气蔓延的场-区耦合模型。搭建了带有4个测点的船舶舱室火灾缩尺试验平台,验证了耦合模型的有效性。对船舶舱室火灾的烟气蔓延进行了场模拟、区域模拟和场-区耦合模拟,并将温度和烟气层高度的模拟结果进行对比分析。分析结果表明:4个测点的温度均随着时间的增大而上升,在同一时刻距火源近的测点温度高,随着与火源间距离的变大,测点温度降低,4个测点的温度受烟气湍流的影响略有波动;在燃烧达到稳定状态之后,场-区耦合模型能较准确地模拟烟气层高度的变化规律,均优于场模型和区域模型的模拟结果;在计算时间上,场-区耦合模型比场模型缩减了约54%的计算时间;场-区耦合模型的模拟结果与试验结果具有良好的一致性,因此,其具有较好的工程应用价值。     

综合评价方法在船舶驾驶舱设计的应用

对驾驶舱室设计方案进行评价是衡量其设计优劣的主要途径,但由于布置方案评价指标的多态性及模糊性,使得难以用一个精确的数据来评价一个舱室设计方案的好坏,所以至今在舱室设计方案选择过程中总是凭借设计人员的经验和直觉去判别.在驾驶舱室设计方案的评价和选择方面给出一个判断决策模型.     

箱种及车种代用下铁路集装箱空箱调配研究

在铁路集装箱空箱调运过程中考虑车种和箱种的代用,能有效降低空箱调运成本、提高空箱调运效率。在分析箱种及车种代用对空箱调配影响的基础上,以空箱调运费用为最小目标,建立空箱调运的整数规划模型。最后通过算例实现并进行模型特征的分析,证明箱种代用能够实现优化空箱调运方案、降低空箱调运费用目的。     

铁路网重空车流径路整体优化模型

基于我国铁路车流径路呈树形结构的特点,将分车种的空车调配纳入车流径路的优化体系,同时在满足点线能力限制的前提下,以重空车流整体走行费用最小为目标,构建了车流运行径路的优化模型,并在此基础上,考虑到空车调配过程中的车种代用因素,对模型进行扩展,描述了铁路网重空车流的分配方案．最后,以我国东北部分区域路网为案例背景,通过优化求解,获得了满意的车流径路方案和空车调配轮廓方案,从而验证了模型的合理性和有效性．     

基于动态学习的泊位调度方案优化

泊位调度方案的制定要依据在泊船舶的占用泊位情况及预计在泊时间,确定其他待泊船舶的靠泊位置与靠泊时间.然而,预计在泊时间受水文气象等多种复杂因素的影响,且影响程度是随时间动态变化的,给泊位调度方案的制定增加了难度.对此,本文采用动态学习方法对在泊时间计算函数进行更新,再基于所得函数对泊位调度方案进行优化.并设计了包含船舶在泊时间动态学习及泊位调度方案优化的并行算法,前者为后者提供更新的在泊时间计算函数,后者的实际执行结果为前者提供学习样本.通过算例对模型有效性进行了验证,结果表明：加入动态学习过程,船舶在泊时间的计算偏差得以降低;优化方案的平均在泊时间缩短2.4 h,总成本降低11.1%.     

考虑弹性需求的城市枢纽间多方式时刻表优化

针对城市客运枢纽间综合运输通道协同性欠缺、运输效率低等问题,提出考虑弹性需求的城市客运枢纽间多方式时刻表协同优化方法。基于多项Logit模型对枢纽间乘客出行方式选择行为进行建模,分析各方式时刻表变动对出行需求的影响;以乘客等待总时间,时刻调整总数量,时刻调整总时间最小为优化目标,考虑弹性需求、时间窗、容量限制等约束,构建枢纽间多方式时刻表协同优化模型,并基于非支配排序遗传算法,结合客流加载仿真过程设计模型求解算法;最 后,以“北京南站-北京首都国际机场”多方式通道为例检验模型的有效性。结果表明,时刻表优化方案的实施使各方式产生了较为明显的需求弹性变化效果,模型求解得到10种时刻表优化方案,其评价结果整体优于传统模型,最终筛选方案可缩短乘客等待时间10.36%。     

多品种燃油海运库存路径问题鲁棒优化模型与算法

针对需求不确定下的多品种燃油海运库存路径问题(Maritime Inventory Routing Problem, MIRP),提出非专用舱室和非固定停靠供应港的船舶配送策略,通过设置供货商保守系数给定条件下的累积航次多品种燃油不确定需求预算阈值,构建以供货商燃油库存与配送总成本最小化为目标的MIRP非线性鲁棒优化模型,并设计了改进混合自适应遗传算法求解模型。算例结果表明,非专用舱室和船舶非固定停靠配送能有效降低供货商燃油库存与配送总成本;供货商在各需求港关于各品种燃油的保守系数均存在某个不同的恰当值,当保守系数超过恰当值时,客户服务水平变化趋于平缓。研究结论可为供货商多品种燃油MIRP提供决策参考。     

用CV—DORS提取外板信息

船体外板加工的样板制作是船舶制造过程中的一项重要工作,CADDS5在船体结构建模方面功能十分强大,但在船体外板加工检测样板的形状描述方面,却没有提供相应的功能,以CADD5系统为平台,在船体外板加工样板的数据自动生成项目的二次开发中,外板理论面息的获取是项目开发的首要任务与关键。以CV－DORS为开发工具,通过分析船体外板的数据结构及各实体之间的拓扑关系,介绍了自动生成外板加工样板数据和获取船体外板理论面信息的方法,并给出了实例。     

基于LS-DYNA的船舶下水动力学研究

文章采用动力学方法,利用LS-DYNA的流固耦合功能,考虑了船舶下水的惯性力、水动力以及船体水下形状等因素,对船舶下水过程进行了三维有限元数值模拟。与传统静力学方法比较,动力学方法不仅能够准确的预报船舶在下水过程中的受力情况,而且能够得到船舶下水过程中瞬时速度、加速度及浮态,能够适应现代造船质量控制的要求。     

绿色通航视域下过坝船舶预约调度双目标优化研究

针对船舶到达不均衡和供需时空不匹配导致的水利枢纽通航拥堵问题,建立过坝船舶预约的双目标决策模型,优化船舶平均等待时间和到达调整率,探讨两者之间的权衡关系;进一步考虑船舶的失约情形,设计过坝预约的重调度规则。然后,利用非支配排序遗传算法的gamultiobj函数求解模型,并探讨预约机制实施前后的碳减排效果。最后,以三峡枢纽为例,验证模型的有效性。结果表明：该模型在平均等待时间和到达调整率的权衡中,得到了多样化的预约调度方案,并通过合理分配预约份额,有序管理船舶到达。同时,与原调度方案相比,理想和失约情形下的预约调度方案,可分别带来27.51 t和20.04 t的最大碳减排量;且重调度策略使到达调整率的均值降低了2.7%,减少了失约的干扰影响。     

CATIA软件在船舶设计中的应用

本文在分析了目前国际上船舶设计软件的基础上,对CATIA软件的特点进行阐述。详细分析了CATIA软件在船体设计、管系设计、风管设计、电气、舱室、基座与设备设计应用过程中的技术细节,并实证分析了CATIA软件在烟台莱佛士船业有限公司的应用情况,结果表明CATIA软件能使各个专业在三维的环境中轻松地完成船舶设计。     

基于填挖匹配与智能优化算法的土石方调配优化

土石方调配是工程项目建设中的重要组成部分,对降低工程成本、缩短施工工期有重要意义。土石方调配问题中的填挖匹配与运输路径规划是密切联系的两个阶段,传统的土石方调配问题主要聚焦于如何解决填-挖方间的土石方匹配问题,而对施工机械运输路径规划研究得较少。为此,以最小施工费用与最小机械转运距离为优化目标,对土石方调配中两阶段问题进行了模型构建与算法研发。针对填挖匹配问题,构建了土石方填挖匹配模型与线性规划求解算法,获取了最优填挖匹配方案;针对土石方运输路径规划问题,分别采用禁忌搜索算法、模拟退火算法获取了土石方运输路径方案。最后,以某土石方调运项目为例,采用土石方两阶段调配模型与两种求解算法进行求解,实验结果表明两阶段调配模型与算法可有效地对土石方调配问题进行求解,算法求解时间可控制在5 s以内。     

船用D36钢焊接工艺

根据现代船舶发展,船用高强度钢也逐步用在船体结构的制造中,文章以D36钢为例,结合高强度钢的特点从焊接材料选择、焊前准备、焊接过程、焊后检验等方面详细介绍焊接工艺过程及焊接质量控制中应该注意的问题,总结出实际生产中高强度钢的焊接工艺。