鹰式波浪能发电装置外形优化设计

鹰式波浪能发电装置的外形对提高俘获效率有重要影响。该装置由鹰式吸波浮体、半潜驳载体和液压式能量转换系统这3部分组成。论文对半潜驳载体设计了4种外形方案,通过力学分析,建立运动方程,并开展了不同海况下的数值计算,获得各个方案下装置的最优俘获宽度比和能量转换系统阻尼。研究结果表明,根据鹰式波浪能发电装置投放地点珠海万山海域的海洋环境波浪能特性,采用带有挡浪墙、导浪凸台部件的组合方式,具有俘获效率高的优点和极端海况下的自我保护功能。     

浮力摆式波浪能装置水动力性能的试验研究

文章采用磁粉制动器模拟PTO阻尼研制了浮力摆式波浪能装置的物理模型,并采用有机玻璃制作摆板,采用高速CCD摄像机追踪浮力摆运动过程。通过水槽试验分析了浮力摆的固有周期、波能功率的非线性影响、PTO阻尼特性,并研究了浮力摆摆幅、转换功率和转换效率随波况、激磁电流的变化情况。研究表明:试验波面的非线性对于波能功率的影响不大;各试验工况中装置摩擦阻力矩的幅值基本相等,约为1.5 Nm;PTO阻力矩的模拟结果与恒定阻力矩存在较明显差别,波周期对装置的PTO阻尼特性和浮力摆摆幅有显著影响;根据试验结果,在周期5.0 s、波幅0.34 m的原型海况条件下,激磁电流为0.6 A时,装置的转换功率约为14 kW,转换效率约为60%。     

振荡浮标式波浪能发电机设计参数的初步选定

参考某型振荡浮标式波浪能发电机的具体参数,结合装置的工作过程,建立海洋浮标工作过程的动力学方程;基于数值分析软件Matlab分析给定海况下浮标质量、电磁阻尼系数与装置工作安全性、能量转换效率的对应关系;探索了一组装置结构的最优化参数。研究结果对海洋可再生能源研究具有一定的参考价值。     

一种跷跷板式浮筒型波浪能发电装置

为了设计适用于浮式防波堤的波浪能发电装置,提出一种跷跷板式双浮筒型的装置方案,由水面双浮筒浮体和深潜水下的垂直阻尼板、连杆和PTO系统组成.利用水动力分析软件ANSYS-AQWA进行数值计算,在波浪侧向入射的工况下,分别研究自由漂浮和悬链锚固下的运动响应,研究3种海况下的轻重浮体在不同阻尼系数下的获能性能,以及型宽对获能性能的影响.结果 表明,型宽对于获能性能具有较大的影响,半波长为最佳的型宽尺寸,发电装置在长波条件下也具有较强的发电能力.     

30万吨FPSO运动响应短期预报

短期预报了一30万吨折角型线浮式生产储油轮FPSO(Floating Production Storage and Offloading System)在典型海况中的运动响应.横摇阻尼计及了舭龙骨的影响,并依据静稳性臂和计算海况下的有义横摇角对横摇回复力矩线性化,得到典型海况下的运动响应谱和统计值.     

30万吨FPSO运动响应短期预报

短期预报了一30万吨折角型线浮式生产储油轮FPSO(Floating Production Storage and Offloading System)在典型海况中的运动响应。横摇阻尼计及了舭龙骨的影响，并依据静稳性臂和计算海况下的有义横摇角对横摇回复力矩线性化，得到典型海况下的运动响应谱和统计值。     

运动抑制装置对圆筒型浮式平台运动响应的影响

针对垂荡运动性能不佳,限制圆筒形FPSO在海上油气开发大范围应用的技术瓶颈,在平台底部增加延伸筒体与阻尼结构,提升圆筒型FPSO水动力性能,降低其垂荡幅值以满足干式采油装备的要求,基于三维势流理论,建立带有运动抑制装置的圆筒形FPSO水动力分析模型,分析运动抑制系统的不同高度、宽度、截面形状和通海情况对圆筒形FPSO的水动力性能影响,对比采用不同运动抑制装置的圆筒型运动幅值响应传递函数发现,增加阻尼孔使运动抑制装置内部与外界海水相联通,可以改善圆筒型FPSO的水动力性能,适当增加阻尼结构的高度、宽度有利于增大FPSO的垂荡运动固有周期,可避开南海海域百年一遇海况的波浪周期范围,起到抑制圆筒型FPSO运动的效果。     

锚泊阻尼研究综述

对于系泊式海洋结构物而言,锚泊阻尼最大能够占到系统总阻尼的80%,因此,其对消耗运动能量并减小结构物由二阶波浪力引起的低频运动响应幅值起着重要的作用。综述了国内外海洋工程界在锚泊阻尼研究方面的几种主要方法:时域有限元法、准静态分析法、模型实验法,同时介绍了应用这些方法所取得的锚泊阻尼研究成果,最后结合研究现状,指出将时域有限元法应用于复杂海况下的锚泊阻尼特性分析是今后的主要研究方向。     

海洋浮标发电装置最优工况选择的参数分析

参考某类型海洋浮标发电装置的具体参数和作业海况,建立海洋浮标作业过程的简化运动学方程模型。基于数值分析软件MATLAB,对装置的主要参数进行分析,分析了不同波浪角频率和波高海况下该装置的动力学响应与能量转换效率。得到了波浪角频率在(ω=2.8 rad/s,ω=3.0 rad/s)区间为危险海况,装置的固有频率位于此频率范围,易产生共振;波浪角频率安全区间内电磁效率材料比率的最大值对应的能量转换效率最高;波高的变化不会导致装置振动周期的变化,波高过大或过小会影响浮标振动位移。     

带波浪补偿功能小艇收放装置仿真综合试验系统研究

一种带波浪补偿功能的小艇收放装置能在4级海况下安全收放小艇.为了对该小艇收放装置进行全面性能试验,设计了一套小艇收放装置的综合试验系统.系统由基于并联机构的三自由度液压试验台、波浪模拟装置等组成,能在工厂内模拟母船和小艇在各级海况下的运动,从而可以在仿真环境下对小艇收放装置的静态和动态性能进行全面的试验,准确获得小艇在真实海况下性能数据,检验小艇收放装置的性能是否符合设计要求.文章详细介绍了仿真试验系统方案设计、液压试验台和波浪模拟装置设计.     

舵桨装置基座及加强结构的强度研究

舵桨装置基座及加强结构为舵桨合一悬挂装置的支撑结构，其受力状态和结构形式复杂。该文通过分析舵桨装置的工作运行特点，提出了该基座及加强结构在不同海况、各种工作状态下的载荷计算方法，通过结构有限元分析，对这部分结构进行了综合优化，从优化结果可见其应力分布较为合理。     

圆筒形FPSO在南海的作业效率分析

圆筒形FPSO(Floating Production Storage and Offloading),即浮式生产储油卸油装置,已在国外多个海况恶劣油田投入使用。该装置通过相关试验,其在恶劣海况下的运动性能非常好,适合油田生产。我国南海海域海况恶劣,冬季受强烈东北季风影响,夏季受内波流影响。对我国南海海域圆筒形FPSO进行投入前期研究,尤其是针对圆筒形和船型这两种FPSO在目前南海海域的外输可作业率比较,得出相对客观的研究结果,将会给决策层起到重要参考作用。     

减摇鳍在百吨级渔政船上的应用效果分析

百吨级渔政船没有安装减摇装置时在三级以上海况下会发生剧烈横摇,对人员以及设备都会有严重影响。结合百吨级渔政船实际使用海况,详细对比计算了有无减摇装置时的横摇运动特性,并以安装减摇鳍装置为例,指出了减摇鳍装置应如何针对本船特点进行优化设计。计算分析表明,安装合适的减摇鳍后,这类船的横摇幅值会显著减小,通常减摇效果达60%~80%,能明显改善船员的生活作业环境,提高执法出勤率。     

极限海况下浮标运动及锚链受力估算

本文首先利用三维势流理论计算了自由浮标体的附加质量、阻尼系数以及运动响应，然后通过卡明斯六自由度运动方程，对极限海况下两个水深的三锚系统的浮标运动及锚链受力进行了数值模拟估算，可以为浮标及锚链设计提供参考。     

水下船舶判定海面海况技术研究

通过对水下船舶的海浪观测谱分析,提出水下船舶适用的测海况模型,并对该模型进行实验验证,为该类装置的技术改进提供理论和实验支持。     

半潜式支持平台恶劣海况下的运动性能试验研究

针对我国自主开发设计的某型深水半潜式支持平台,基于模型试验方法开展恶劣海况下运动性能研究.在完成水平系泊系统和气隙、砰击载荷测试方案设计的基础上,开展试验研究,获得了平台固有周期、阻尼系数、恶劣海况下的运动响应以及气隙、砰击等非线性载荷.结果显示,在恶劣海况下,目标平台运动响应较大,不具备作业条件.平台多处出现气隙负值且发生较为显著的砰击现象,砰击次数及砰击压力均较大.     

基于曲柄连杆传动的舱口盖启闭装置多体动力学仿真

舱口盖启闭装置是保证舰船安全的重要分系统,其运动控制技术是实现船体水密和装甲防护等功能的关键。本文基于多体运动学和动力学理论分析,建立曲柄连杆结构舱口盖启闭装置的动力学仿真分析模型,进而结合各种海况下的经验方程对舱口盖进行受力分析,计算得到了装置中曲柄连杆机构各个部件在开关盖过程中的支反力、转矩以及输出功率等参数,为曲柄连杆传动模式的舱口盖启闭装置结构优化及电机选型提供理论依据。     

圆筒型FPSO阻尼板结构强度计算方法研究

阻尼板作为增加圆筒型FPSO附连水质量和黏性阻尼的关键装置,可有效降低垂荡和横摇运动.阻尼板通常为与柱型筒体相连的悬臂梁式箱型结构,阻尼板及其与筒体连接区域处的结构设计及强度校核是圆筒型FPSO结构设计的关键.以阻尼板处最大压力及最大阻尼力作为目标设计载荷,采用子模型法校核其结构强度,以总强度分析得到的变形作为子模型边界条件,采用Morison法模拟黏性阻尼载荷,对阻尼板结构强度进行校核分析,为阻尼板的结构设计提供依据和指导.     

舰船浮筏隔振特性的有限元分析及试验研究

以一带有浮筏隔振装置的舰船模型为对象，利用ANSYS软件的有限元分析以及试验手段，对其隔振性能进行了研究。将船体与浮筏装置作为一个系统，建立其三维有限元振动分析模型；以降低船体结构振动能量为目标，从基础刚性与阻尼以及隔振器刚度与阻尼等条件出发，对发动机激励作用下的浮筏装置与船体的振动特性进行了分析；通过系统结构参数的优化，探讨了实现良好隔振特性的途径，为舰船的减振降噪设计提供了依据。通过理论和试验两方面的研究与对比，得到有工程应用价值的若干结论。     

单频与多频激励下深海TTR立管参激特性分析

为深入研究深海TTR立管参激振动的本质特征,论文基于单自由度马修方程理论,利用摄动法研究了TTR立管在单频激励下的稳定性。基于复杂梁弯曲理论推导了希尔方程,分析对比了立管在单频和多频激励下的稳定性和各工况下的动态响应,以及极端海况下立管的振动特性,提出了一种引入额外阻尼来抑振的措施。得到了可以用来预报TTR参激稳定性的希尔稳定性图,立管在极端海况下希尔不稳定性可能会被激发,且激发的模态数增加。