深海采矿船月池对阻力性能影响的研究

深海采矿船为了减小作业时设备受波浪力的影响而设置了月池，然而月池会影响船舶的航行性能。论文应用RANS方程和VOF处理自由面的数值模拟方法，研究月池对深海采矿船阻力的影响。在拖曳水池中进行了有月池与无月池条件下的模型阻力试验，对数值计算方法进行了验证。然后基于数值方法开展了3种不同形状月池方案下阻力和航行姿态的研究，获得相应的阻力与兴波特性。研究表明，月池会导致采矿船静水阻力增大，模型阻力增加3%～7%，实船阻力增加6%～12%。     

深海采矿船存储转运系统关键技术研究

针对深海采矿船存储转运系统设备在远海特殊环境下作业需面对的特殊问题,通过对输送系统设备现状的分析,结合深海采矿船存储转运系统的工作流程,对舱内矿物合理布矿、水密隔舱的安全性、舱型对设备选型的影响等关键技术进行研究,为深海采矿船存储转运系统的研发提供设计基础,并提出了适合未来深海采矿的智能化存储转运系统成套技术的发展展望。     

基于管道水力提升式采矿系统的深海采矿船总体设计研究

在分析目前国际主流管道水力提升式深海采矿系统的组成和采矿作业工程实际需求的基础上,对深海采矿船(水面支持系统)的主要功能、系统配备和布置特点进行研究。结合工程案例分析,提出商业化深海采矿船总体设计要求和发展趋势。通过研究,为将来商业性、标准化深海采矿船总体设计提供参考。     

深海采矿船布放回收系统负荷试验方法研究

对布放回收系统投入使用前的负荷试验进行研究分析,根据规范要求从试验载荷选定、加载措施、静态试验、动态试验4个方面进行探讨,得出了试验所需数据,用于指导深海采矿船布放回收系统的实船负荷试验,并对试验方法进行总结和展望,为深海采矿布放回收设备的运用提供指导作用和经验积累。     

新型深海矿产开发模式的探讨

该文瞄准深海采矿技术发展前沿,从矿产开发模式顶层体系出发,阐述了目前水面采矿船集成矿浆水力提升管和自行式集矿机一体化模式的技术特点与挑战.针对深海矿产开采中难以解决的水面与水下系统串联可靠性,以及恶劣海况作业、能耗与经济性、应急解脱等技术难题,提出水面分布式和水下分布式矿产开发创新模式,介绍2种模式的概念方案;建议以采、输、储一体化模式为依托,开展深海矿产开发全流程工程化演示验证,并推动水面分布式和水下分布式矿产开发等颠覆性技术研究,形成全天候、高产量、低能耗、环保和智能的矿产开发系统.     

深海采矿船水下设备布放回收工艺

综合考虑复杂的海洋环境和水下设备形式,深入分析深海采矿作业中水下设备布放回收的技术难点和作业效率,开展布放回收系统中的集矿车、中继仓、提升泵和扬矿管等水下设备的配置和布局设计,形成深海采矿船水下设备布放回收工艺。研究结果可为深海采矿船水下设备布放回收系统的设计制造提供参考,为深海采矿船工程应用提供技术支撑。     

动力定位深海采矿船作业过程数值分析

深海采矿是一种高科技且高难度的深水、超深水采矿技术,以往的研究成果中对采矿船动力定位过程与立管及设备耦合分析尚不充分.该文采用势流理论分析采矿船水动力性能,采用集中质量法与Morison方程对立管与中继舱进行动力学建模.船舶动力定位系统采用PID控制器结合Kalman滤波进行建模,同时模拟了推力分配单元,充分计及动力定位对耦合运动系统的影响,完成采矿船动力定位过程中的深海采矿系统时域耦合数值分析;计算获得指定海况下的采矿船、中继舱的运动状态,立管的张力以及推进器推力等信息;分析了动态模拟中动力定位的影响.仿真过程对于深海采矿设计分析具有参考价值.     

深海采矿水下中继站料仓防溢料结构数值计算与试验研究

以深海采矿水下中继站料仓的溢料问题为研究对象，开展了料仓溢料数值计算分析。采用两相流模型计算比较不同防溢料结构的优劣，设计了相对应的料仓溢料试验系统并进行验证。数值计算和试验结果均表明，在料仓入料口处安装筒式阻尼装置对降低溢料量有较好的效果，其研究成果对于类似工程的防溢料结构设计和研究有一定参考价值。     

深海采矿船矿物输送设备布放回收系统总体设计

该文基于主流深海采矿作业模式，提出矿物输送设备布放回收系统总体规划方法，重点针对大钩载荷、管柱张紧力、输送管存放方式、输送管转运方式、扬矿泵和中继站转运方式等关键点开展论证分析，确定系统主要技术参数，规划塔架平台、月池、堆场等区域布置，形成一套适用于目标船的矿物输送设备布放回收系统总体设计方案，该方案可作为深海采矿船船型开发的设计基础。     

中压双级环形供电系统故障穿越测试方法

针对深海采矿船特有的双级环形供电网络,提出了一种中压双级环形供电系统故障穿越测试方法。该方法主要通过实船短路及接地故障测试进行验证,验证电力系统在电压瞬时突降时维持系统稳定的一个特性;利用采矿船特有的中压双级冗余环形供电网络,进行故障穿越能力测试。经实船验证,该方法具有可行性。与现有技术相比,双级环形供电系统故障穿越测试方法具有提高采矿船海上作业的安全性,以及智能化、满足连续作业及定位的要求等优点。     

实际海浪环境中舰船大尺度模型试验研究进展

目前对舰船总体性能的研究主要是依靠数值计算、水池模型试验、实际海浪环境大尺度模型试验以及实船海试等方法,以上各种方法均有一定的适用范围.实际海浪环境中舰船大尺度模型试验技术是采用适当缩尺比的自航船模在自然水域环境中进行的试验,可以研究舰船在开阔海域自由航行状态下的各项航行性能.分析各种舰船总体性能研究方法的优缺点,针对目前舰船总体性能理论与试验研究存在的问题分析开展舰船大尺度模型海上试验研究的必要性,综述国内外大尺度模型试验技术的发展现状,最后针对该试验技术中的关键技术及热点问题进行总结与展望.     

采矿船舱段有限元强度分析方法研究

采矿船于船舯处有大开口月池贯穿船底用于矿物开采,并且月池前后均匀分布4个矿物储存舱,采矿船兼有矿砂船和钻井船的共性。矿砂船横剖面形式采用方形截面设计,便于舱内矿物海上输入输出转运作业。舱段有限元相对于全船有限元更加方便快捷,航行状态下采矿船内、外载荷与矿砂船类似。因此对于航行状态,该文按照CCS船舶规范,从结构型式、模型范围、工况选取及参数设置等方面考量,并应用CCS-HCSR-TOOLS软件进行舱段有限元强度分析;根据计算分析结果得出采矿船前期设计需要特别关注的区域,为采矿船结构设计和强度分析提供思路和方向。     

一种深海采矿用矿浆输送泵的设计及计算分析

针对深海采矿矿浆输送的需求和工作特点,论证分析矿浆输送泵的结构型式。为减少泵在运行过程中出现的堵塞和磨损等情况,重点探讨样机中矿浆颗粒的通过性。通过两相流数值模拟计算,揭示矿浆颗粒在泵内部的分布特性和流动轨迹。试验结果表明,样机性能达到设计要求,流动稳定,具有较好的参考价值,可为矿浆泵的进一步改进完善提供依据。     

基于改进Apriori算法的船用柴油机装配工艺文件关联规则挖掘研究

柴油机作为船舶关键部件之一,其装配工艺设计的合理与否与船舶的整体性能直接相关。针对企业历史装配工艺文件不能充分为新机型装配任务发布时装配工艺设计提供支撑的问题,提出一个基于关联规则挖掘的柴油机装配工艺规则挖掘系统,该系统充分利用已有装配工艺文件,结合数据挖掘技术,对文件进行挖掘分析,建立装配规则库,为后续装配工艺智能设计提供数据支持。本文提出一种改进的Apriori算法,建立了关联规则挖掘的数学模型和基于自定义词典装配工艺文件分词算法,将分词处理过后的文件可以作为数据挖掘算法的输入,并在传统Apriori算法的基础上提出一种改进的Apriori算法,该算法核心思想是在对候选频繁事务集剪枝时,降低算法的时间复杂度,从而提高挖掘效率直到获得柴油机装配工艺文件中的关联规则。最后以某船厂的历史机型柴油机气缸盖装配工艺文件为例,验证了改进Apriori算法在挖掘柴油装配工艺文件关联规则时的可行性和有效性。     

减摇鳍/水舱联合减摇系统模糊自适应滑模控制

针对减摇鳍和被动式减摇水舱设备在不同航速下的减摇特点,建立了船舶减摇鳍/水舱联合减摇系统的横摇数学模型。结合模糊自适应控制良好的逼近特性和滑模控制算法对扰动和模型参数变化的不灵敏性,设计了减摇鳍/水舱联合减摇系统的模糊自适应滑模控制器。采用实船参数的仿真结果表明,所设计的控制器具有良好的自适应性和鲁棒性,减摇鳍/水舱联合减摇控制系统在不同海况和不同航速下均具有良好的减摇效果。     

深海半潜式钻井平台运动响应预报与分析

文章以三维势流理论为基础的数值计算和模型试验相结合的研究方法,对一座工作海域为我国南海的深海半潜式钻井平台的运动响应的特点进行分析研究,对设计前期性能研究有较高的参考价值。     

滑行艇波浪中运动性能试验研究

为了探究自主开发的滑行艇耐波性能,在拖曳水池中进行该滑行艇模型不同航速下的静水阻力试验、不同航速下变波长顶浪规则波试验与对应不同海况的不规则波试验,试验过程中记录阻力值和纵向运动响应值。对试验结果处理分析后发现:在排水体积傅氏数Fr=3.713时,滑行艇在5倍于船长的波长附近具有强烈的运动响应,出现了抨击和出水现象;与传统深V滑行艇相比,短波中该滑行艇具有更小的运动响应,滑行艇阻力增值较深V滑行艇有所减小;垂荡响应与航速与波高具有较好的线性关系,纵摇响应航速与波高具有弱非线性。     

深海水声探测特性研究

为改善水声探测系统的信号检测性能,研究了在深海环境下水声探测的特性.在对浅海和深海声传播特性进行比较的基础上,分析了深海声传播的优越性.通过对不同海洋深度声源的声传播特性仿真分析,证明了深海环境有利于实现远距离声传播.在一定信号接收带宽的情况下,计算了位于深海区域的水声探测系统对安静型潜艇的最大被动水声探测距离,进一步证明了深海环境有利于实现远程水声探测.研究结果为在深海环境下探测安静型潜艇提供了理论依据.     

某船用水箱内流场分析及箱体结构优化

以某船用系统用水箱及其内流体为研究对象,利用Flow-3D软件,采用VOF算法和RNG模型进行不同海况下的建模分析,通过优化设计水箱内隔板布置和开孔情况,有效降低船体动态摇摆对水箱内流体液位波动的影响。分析得到6级海况下最低液位满足要求时,对应水箱内的初始静态液位高度应不低于900 mm。然后,利用Abaqus软件并结合9级海况下的水箱壁面压力分布情况,对水箱进行结构优化和强度校核,得出水箱设计壁厚应大于12 mm的结论。研究结果可以为装船水箱设计提供参考依据。     

波浪与潮汐耦合模拟技术研究

波浪与潮汐耦合模拟技术相关研究,可为沿海防灾体系建设、灾害评估、预警及应对等提供技术支撑,对预防和减轻沿海台风暴潮和台风浪灾害具有重要的意义。回顾风暴潮和波浪物理模型试验的研究成果,分析波浪与潮汐耦合模拟的最新研究进展和发展趋势,通过将连续的风暴潮水位变化过程与加密离散后的波浪过程进行叠加,用造波机和生潮设备连续生潮造波的方法,在水槽中实现了潮位和波浪的同步变化,从而在实验室中实现波浪与潮汐的耦合模拟,并将之应用于模拟实例。