波浪载荷作用下船体大变形对尾轴承负荷的影响

基于有限元法,建立了波浪载荷计算模型和船体变形计算模型,以某大型集装箱船为对象,计算了满载、漂浮和压载3种典型工况下的船体变形。同时计算了波浪载荷作用下,计入浪向、浪高和波浪频率的船体变形。研究了漂浮、满载、压载和波浪载荷作用下的尾轴承负荷值,揭示了波浪工况对尾轴承负荷的影响规律及影响水平,对船舶尾轴承计算规范提出了建设性的意见和建议。     

三浮体式海上风电基础结构响应研究

采用SESAM软件包对一种三浮桶式海上风电基础结构进行了运动响应计算。采用GeniE模块建立了该三浮桶海上风电基础结构的结构模型和水动力模型,并在HydroD模块中进行了组合载荷以及运动响应的计算,对其水动力特性进行了分析。在其中的波浪载荷计算过程中,采用基于三维水动力理论的设计波方法。     

斜浪工况对船体垂向波浪弯矩设计值的影响

在某宽浅吃水型船理论预报和缩比模型试验中,垂向波浪弯矩在斜浪工况下的传递函数与迎浪工况基本相当.针对该特殊情况,基于势流理论和缩比模型试验开展波浪载荷预报,探讨斜浪工况出现该情况的原因;同时,结合短峰波效应、波浪载荷谱密度和波幅限制理论分析斜浪工况对垂向波浪载荷设计值的影响.经研究,斜浪工况对垂向波浪弯矩预报值未产生较大影响,在船舶设计中确定垂向波浪弯矩载荷设计值时,无需考虑斜浪工况的影响.该结论具有一定的工程应用价值,对类似船型的波浪载荷预报具有一定的参考意义.     

漂浮式风电开发技术研究综述

中国深远海海上风电资源储量巨大，是未来海上风电高质量发展的重要领域。漂浮式海上风电是深远海风电开发的主要形式之一，市场空间广阔，对实现“碳达峰、碳中和”具有重要意义。从漂浮式风电总体现状、漂浮式基础、机组容量、传动系统和外输方案等5个领域归纳总结我国漂浮式海上风电关键技术发展的趋势；针对目前我国海上风资源、台风条件等现状，给出潜在漂浮式风电场址并对其进行分析；提出促进我国海上风电产业健康有序发展的对策与建议，以期为相关从业人员提供参考。     

大型海上风电机组扭振瞬态响应计算研究

针对波动性的空气扭转载荷会严重影响风电机组传动系统中关键部件使用寿命的问题,以某5MW海上直驱型风电机组传动系统为研究对象,建立了模拟真实风的风剪切、塔影效应、湍流效应的气动载荷模型,归纳了风电机组扭振分析的计算流程,结合简化的风电机组双质量模型得到了传动系统在不同风载荷模型作用下的瞬态扭振响应特性。结果表明:风剪切—塔影效应对于风电机组的瞬态扭振响应影响较小,而湍流风效应对风电机组的扭振响应较大。     

海上旅游平台大跨度网壳结构强度分析

海上旅游平台大跨度网壳结构作为新型结构,目前还没有成熟的设计和强度分析方法。本文以网壳结构立柱间的相对位移为波浪载荷控制参数,基于设计波法和三维水弹性理论计算波浪载荷;以百年一遇的风速作为风载工况,采用k-ε湍流模型模拟风场计算风载荷,利用面元积分法计算网壳结构等效节点载荷,建立大跨度网壳结构外载荷计算方法。在此基础上,以“海洋之心”旅游平台为算例,开展了网壳结构响应分析,获得了风载荷、波浪载荷及风浪联合作用下的网壳结构响应,对比分析了风载荷和波浪载荷对网壳结构响应的影响。     

半潜式浮式风机耦合动力响应特性试验研究

漂浮式风机顶部叶片水平平均气动载荷和叶片旋转运动诱发的高频载荷与塔筒结构和锚泊系统相互耦合，构成复杂的非线性系统。系统的耦合动力特性分析是方案总体设计的关键。在水池中开展不同浪向和海况条件下的试验。试验结果表明，在该系统模型的纵摇和横摇间存在显著的低频耦合；1倍和3倍叶片旋转频率分别与波浪频率和塔筒一阶频率接近，极易引起大幅谐振，而2倍频的影响较小。     

波浪作用下海上风力发电装置基础海床的液化研究

基于FLOW软件建立三维数值波浪水池模型,模拟海上风力发电装置筒型基础周边的波浪场和海床表面的波压力,利用有限元软件ABAQUS建立筒型基础及周边海床的三维动力响应数值模型,研究不同波浪条件下筒型基础周边海床的动力响应和液化深度。研究结果表明：波浪作用下海上风电筒型基础迎浪侧的海床易发生液化,风力发电装置基础周围海床的液化深度随波高加大而增加,由于筒型基础的人土深度较大,筒内土体不发生液化。     

海上浮式风电塔筒涂装工艺方案研究

针对海上浮式风电塔筒在海上浮式风电站运行过程中一直处于复杂恶劣的腐蚀环境之中的情况,开展海上浮式风电塔涂装工艺方案研究。从对海上浮式风电塔筒的腐蚀环境分析入手,结合涂层试验、海上挂片试验等结论,构建海上浮式风电塔筒的防腐体系及具体涂层方案,提出科学的海上浮式风电塔筒筒节分(总)段涂装工艺步骤,最终实现对海上浮式风电塔筒的有效防腐。     

半潜条件下双层四环网结构消浪性能研究

通过物理模型实验,研究了半潜式双层四环网新型消浪结构的消浪性能。主要研究了波浪周期、入射波波高、模型排布宽度、模型层间距以及模型下潜深度对其在不同工况下消浪性能的影响。实验结果表明:本结构消浪效果比较明显,最小透射系数达到了0.22。     

三筒型漂浮式风—流发电装置设计与载体强度分析

为了利用海上风能和潮流能,文章提出了"三筒型漂浮式风—流发电装置"概念,并开展了装置总体设计,然后利用ANSYS软件建立联合发电装置载体有限元模型,根据CCS相关规范,对平台载体进行了波浪载荷计算和结构强度评估,对不同工况下的载荷特点和结构响应进行了分析。结果表明,该型式发电装置载体结构符合CCS规范要求,能够保证安全运行,进而为同类载体的应用设计提供了一定参考。     

风电安装平台总体结构强度计算分析

介绍了风电安装船的工作流程。依据线性微幅波理论以及莫里森公式,采用水动力方法确定设计波参数,进行了升降工况、作业工况、自存工况等载况下的波浪载荷预报,得到了四个桩腿上的波浪流诱导载荷[1][2]。在此基础上建立结构三维有限元模型,对整船结构在各个计算工况下的应力分布情况进行了分析,列出了主要结构部位在不同工况下的最大应力,提出了总体强度及结构设计的关键要素,可为今后风电安装作业平台的结构设计提供参考。     

自升式风车安装船抗倾覆稳定性分析

考虑到自升式结构物站立状态下可能发生倾覆,对风车安装船在自存和作业设计工况下的抗倾覆稳定性进行校核。应用Genie软件建立整船结构模型和完成重量分布,通过Wajac软件计算风浪流载荷的倾覆力矩,以及手算完成稳定性力矩,并考虑动态放大效应与P-delta效应,与安全系数对比完成该风车安装船抗倾覆稳定性的评估,基于评估结果分析自升式结构物抗倾覆稳定性的影响因素和设计方面的考虑。     

装配式SEMI型浮式筒型基础抗波浪稳定性

为解决深海浮式风电机桩发展中存在的抗波浪稳定性问题,参考装配式半潜(Semi-Submersible, SEMI)型浮式基础常用结构形式,设计四筒三角形基础结构模型。在造波池中对该模型进行波浪荷载模拟试验,研究不同波浪高度条件下浮式基础上塔柱的运动幅值和基础的倾角,分析其抗波浪稳定性。采用水动力分析软件AQWA进行频域响应分析,得出该模型结构的纵荡运动幅值、横荡运动幅值和振动频率等特征参数,并将部分结果与试验结果相对比,结果表明,二者的吻合度较高,数值模拟计算结果可供浮式基础风电平台水动力响应分析参考。     

桁架式桩腿RPD值控制优化

<正>自升式风电安装平台作为海上风电设施安装的主要装备,随着风场开发由浅海推进至近海深水区,其更新换代速度亦在加快,其中最主要的是桩腿形式的替换。桩腿是自升式平台中关键的组成部分,用于支撑上部船体的重量以及承受风、浪、流等环境载荷,其结构形式主要为圆柱形桩腿和桁架式桩腿。     

舰船在恶劣海况中非线性波浪载荷与上浪载荷研究（英文）

在恶劣海况中航行的舰船不仅会发生大幅的运动而且还会承受一些非线性波浪载荷,比如上浪与砰击载荷。这些高频的非线性波浪载荷的联合作用(尤其是砰击)会影响船体结构安全。为此,过去几十年里大量学者开展了相关的研究。本文介绍了在中国船舶科学研究中心耐波性水池开展的一条舰船模型的波浪载荷试验研究,研究测量了模型在多工况下的波浪载荷与上浪压力。其次,使用了二维非线性程序(NORS)基于势流理论并考虑非线性对该船在大波高中的波浪载荷开展了数值计算研究。NORS程序能够在时域内考虑瞬时湿表面变化、船体砰击上浪载荷,其计算精度在大量的工程计算中得到了验证。另外,基于试验结果与数值计算结果,分析研究了船体波浪载荷的频率特征、试验结果中上浪载荷变化的特征。本文研究结果可以对该舰船结构强度评估和结构设计起到支撑和指导作用。     

超深水半潜式平台典型节点强度分析

半潜式钻井平台在水中漂浮作业,会受到多种载荷的影响,包括风、海流、波浪等载荷。对于在水中长期漂浮的结构物来说,最重要的是波浪载荷的作用。因此在强度分析时可以忽略风和海流的载荷作用,只考虑波浪载荷。基于三维势流理论和莫里森方程计算波浪载荷传递函数,并进行长期预报,确定一系列的设计波参数,对关键节点应力集中情况及应力分布情况进行深入分析,为半潜式平台的研究提供参考。     

漂浮式潮流电站载体结构疲劳分析

漂浮式潮流电站载体在波浪交变载荷的长期作用下容易产生疲劳破坏,进而带来整体结构的安全隐患,因此在设计初期需进行节点疲劳分析,预测结构工作寿命,并对易疲劳部位结构采取措施以延长使用周期。本文基于谱分析法,应用短期疲劳累积损伤理论和S-N曲线,通过计算两个节点在不同工况与波浪频率组合下的热点应力范围,结合功率谱密度函数,分析了某200k W漂浮式潮流电站在特定海域下的疲劳特性,结果表明疲劳寿命满足使用年限要求。     

新型沙漏式FDPSO的典型控制载荷工况分析

针对具有沙漏型浮式主体的新概念FDPSO,根据其浮体模型的特殊结构型式,论文提出了与之对应的有别于传统船舶和海洋平台的新型控制载荷工况。然后,采用基于频域波浪势流理论的边界元数值模拟方法研究了新型沙漏式浮体典型控制载荷的响应幅值算子。在此基础上,通过载荷长期极值预报方法,进行波浪搜索得到一系列设计波组。进一步,根据沙漏型浮体所受波浪载荷和运动RAO,分析了各个典型控制载荷峰值的成因。最后,基于准静态分析方法和浮体有限元模型,对最不利载荷工况下平台结构进行了强度分析,并结合HCSR规范对平台主体结构进行了强度校核,以期能够为新型沙漏式FDPSO的主浮体结构设计提供参考依据和准则。     

Truss Spar平台总体结构强度分析

在南海百年一遇海况条件下,综合考虑风、浪、流载荷的联合作用,在频域范围内计算平台的纵摇和横摇极值响应以及锚缆的张力。根据不同浪向下的结构应力谱分析确定的设计波参数,基于三维势流理论和Morison公式计算一阶波浪力,采用规范推荐的公式计算风、流载荷。在准静力条件下,根据ABS规范推荐的强度准则,针对精细化的混合有限元结构模型进行总体强度分析。