超深水半潜式平台局部结构设计中的波浪荷载

在设计波方法理论基础上,结合DNV规范,对超深水半潜式钻井平台局部结构设计中波浪载荷计算方法进行探究。本文以作业水深4 000 m的超深水半潜式钻井平台为例,设计8种设计波参数计算方案,将不同方案计算的设计波波高进行对比。结论表明:确定性设计波法计算误差较大;随机性设计波法和长期预报法的计算结果与波谱形式、波谱的确定参数以及波浪散布图的选取有关;在进行局部波浪载荷计算时,长期预报法计算结果更为可靠;在整体设计阶段随机性设计波法更能发挥作用。     

基于设计波法的海洋核动力平台波浪载荷计算

我国首艘海洋核动力平台采用船型方案,由塔架软刚臂单点系泊装置长期定位于渤海海域。依据ABS规范规定的载荷控制参数,本文采用确定性法、随机性法和长期预报对平台的波浪载荷进行计算。对比3种不同方法得到的设计波参数和载荷最大值结果可知,确定性法由于只考虑了规则波,计算过程简单,但结果偏于保守;在随机性法中引入的危险率越小,设计波波高和载荷最大值都会越大,应根据设计要求进行取值;长期预报由于采用了波浪散布图并考虑了浪向概率分布,因此更加科学合理。计算结果可为同类型船体的波浪载荷计算提供参考。     

半潜平台结构疲劳寿命评估方法比较

为了研究各种疲劳评估方法对海洋结构物疲劳寿命评估结果的影响,利用S-N曲线方法和断裂力学方法分别计算了半潜式海洋平台的疲劳寿命,分析比较了二者计算结果的差别.同时比较了疲劳载荷预报中谱分析方法和设计波法的计算结果,分析研究半潜式海洋平台结构关键节点疲劳应力计算中设计波和载荷参数的确定方法,为半潜式海洋平台的疲劳寿命评估提供依据.经过比较分析,认为S-N曲线方法和断裂力学方法应用于评估海洋结构物疲劳寿命均是可行的,使用设计波法来计算半潜式海洋平台横撑与立柱交点处结构疲劳寿命时应该以60°浪向的横向扭矩为特征设计波浪载荷来决定设计波参数比较合理.     

系泊系统耦合动力分析不同解法的比较研究

Newmark-β迭代法和Adams-Moulton法是系泊系统耦合动力分析中广泛使用的两种求解方法.文中运用这两种方法对系泊线进行动力分析,在验证了算法可靠性基础上,分析了两种方法在计算稳定性和效率方面的差异.结果发现:对系泊系统这两种算法拥有相似的计算精度,其中Newmark-β迭代法能适应较大的时间步长,稳定性更好;而Adams-Moulton法的计算效率随时间步长的增大提高很快,但增大步长Newmark-β迭代法的计算效率影响不大.     

离心泵设计的相似换算和面积比法

依据涡壳式离心泵面积比法的设计计算原理,对采用相似换算法设计计算而得的某型船用卧式离心泵系列产品的实尺参数和试验数据进行对照分析,借以了解两种设计计算方法的异同并作为新产品设计的参考.     

船舶结构疲劳评估设计波法

以散货船船舯内底与底边舱斜板折角处节点为例,对船舶结构疲劳评估的设计波法进行研究.论述了设计波法的基本原理,给出了确定设计波的流程。通过分析该节点的受力情况,确定5个控制载荷参数及设计波参数。以谱分析法得到的参考应力范围为目标值,对5个控制载荷参数对应的设计波作用下的节点应力范围结果进行回归分析,从而得到了用于疲劳评估的设计波组合,并利用该方法对1艘散货船的船舯内底与底边舱斜板折角处的节点进行了计算。结果显示,设计波法与谱分析法的结果吻合较好,计算量大幅减少。     

基于设计波法的超大型集装箱船疲劳强度评估

基于BV规范中的疲劳强度计算评估方法,论述了设计波法的基本原理,给出了确定设计波载荷的基本流程和疲劳累计损伤组合计算的方法,并据此对某超大型集装箱船的重点位置结构进行疲劳强度的计算分析与评估。     

浅水风浪要素推算公式比较

对于缺乏长期波浪观测资料的新建港址,利用风况观测资料推算风成浪,是确定设计波浪的简便方法。选取宁波-舟山海域两处工程实例,分别运用国内主要浅水风浪推算公式——规范法与莆田法,对海湾水域与岛屿环抱水域两种典型海域进行不同重现期设计浅水风浪要素的推算。通过对风区长度、风区平均水深以及设计风速等主要变量的工况组合,归纳两种方法的计算结果差异性与适用性,结论可供工程设计参考。     

船体结构强度评估的线性设计波法研究

针对不适用规范公式计算船体波浪载荷的特殊船型,以一艘浮式生产储油船(FPSO)为例,介绍了一种长期预报设计波法,使用该设计波法确定了FPSO的波浪载荷长期预报极值和设计波波浪参数。同时,与规范计算公式及非线性修正后得到的波浪载荷进行比较分析。最后,利用设计波载荷计算结果,对该FPSO的船体结构强度进行评估。分析结果表明,使用长期预报设计波法计算FPSO的波浪载荷具有一定的合理性,其船体结构强度符合规范要求。     

船舶悬链长度的计算方法

放出锚链的长度直接影响锚的抓力,而锚的抓力则决定了船舶在锚泊状态时的安全,因此船舶锚泊时锚链长度的确定至关重要.卧底锚链的长度计算很多文章中给出过计算方法,而悬链的计算方法却很少,文章给出了2种船舶在静水状态下锚泊时锚链悬垂部分长度的计算方法.一种是抛物线法,一种是悬链线法.利用这2种方法,可以估算在抛锚后实际抛出的锚链长度,并通过算例比较分析2种方法计算结果精度,得出一种精度比较高的计算船舶悬链长度的方法,为船舶抗灾工作人员、相关管理者、船员等提供参考.     

船舶结构屈曲失效分析中的主,客观不确定性的确定方法

根据船舶结构屈曲承载能力可靠性分析的需要，提出了一种客观不确定性系数的确定方法。该方法极其简单，而且具有泰勒级数展开法的精度，并能降低罗森布鲁斯法的计算量。在基本随机变量参数已提供的前提下，可以很方便地获得屈曲承载能力的统计特征值。本文还提出了两种主观不确定性系数的确定方法：一种为用于若干不同结构试验，但具有相同计算方法的“直接确定法”；另一种为用于若干相同结构试验，但具有同一计算特征值的“间接确定法”。文章还根据22只试验结果，采用两种计算方法[2][3]，用“直接确定法”提供了两种主观不确定性系数的均值和变异系数。本文还提供了一种方法，根据主观不确定性的两个参数，可对计算方法进行评价。     

爆破挤淤堤稳定性计算方法的适用性

针对软土地基爆破挤淤海堤整体稳定的问题,进行了稳定计算方法适用性的研究。基于瑞典圆弧滑动法和简化毕肖普法的计算公式及最危险滑动面搜索的基本原理,将两种计算方法应用于某工程爆破挤淤堤的稳定计算中,对比分析了两种计算方法得到的最危险滑动面形态和土条受力情况。结果表明:软土地基中采用爆破挤淤法筑堤,其稳定计算若采用瑞典圆弧滑动法计算,得到的安全系数偏小且误差较大;而采用简化毕肖普法计算,计算结果更接近土体实际受力情况。因此,软土地基爆破挤淤海堤整体稳定宜采用简化毕肖普法进行计算,为软基条件下爆破挤淤堤设计提供了重要的参考。     

爆炸载荷作用下舰船防护舱壁的薄膜效应研究

大型水面舰船的防护舱壁需要设计成工作在薄膜应力状态下.本文利用能量法推导了在爆炸载荷作用下防护舱壁塑性薄膜大变形的计算公式,给出了一个工程简化计算方法.并对防护舱壁的设计要求进行了讨论,与国外发表的有关试验结果进行了计算比较,结果表明两种方法都具有一定的应用价值.     

岛式上层建筑总强度计算方法

研究岛式上层建筑总强度的载荷原因及加载途径,基于有限元理论、船体总强度理论提出一种新的岛式上层建筑强度计算方法。该方法良好适应当前船体设计计算现状,可有效利用船舶设计计算过程中的船体总强度计算结果,可克服上层建筑传统计算方法存在的缺点、满足结构优化设计的要求。分别使用有限条法和本文方法对某船上层建筑结构总强度进行计算,发现有限条法的计算结果偏小。     

基于设计波法的半潜式生活平台主船体强度分析

针对某半潜式生活平台,计算其主体结构强度并校核其是否符合规范要求。首先采用SESAM软件的Genie模块对半潜生活平台进行结构有限元、湿表面和水动力模型的建模,运用HydroD水动力模块计算了结构在不同周期和不同浪向下的幅值响应系数(RAO),通过RAO极值来确定设计波法中波浪的参数,将确定的设计波通过RAO极值来确定设计波法中波浪的参数,将确定的设计波通过载荷传递施加到模型上,采用Sestra求解器模块进行求解。最后采用Xtract模块进行应力结果后处理,计算结构的强度并校核其是否符合规范要求。结果表明,本文设计的半潜生活平台结构强度满足规范要求。本文研究方法和研究结论可为半潜式平台的强度计算提供有效参考且具有实际意义。     

关于最低通航设计水位计算方法的研究

根据经验，对最低通航水位保证率法和保证率一频率法的基本概念和计算方法，理论关系实际计算成果进行研究比较，结合国际情况和国内实践以及综合利弊分析，提出了两种方法中取消保证率一频率法的建议，如仍希望保留保证率一频率法时，则必需调整保证率一频率法中的保证率值，以保证同一级航道用两种方法计算得出相同的水位，不会出现两个水位标准。     

螺旋桨环流理论(升力线理论)设计

分别应用Morgan关于近似法的理论与Lerbs关于精确法的理论进行螺旋桨环流理论(升力线理论)设计,并将用2种方法分别计算得到的切向和轴向诱导速度、环量分布和升长系数进行对比。由计算结果得知二者相当接近,因而实际应用中在螺旋桨初步设计阶段可以使用近似法较为简便地进行估计。     

应用分区有限体积法数值计算舵粘性水动力

通过数值求解不可压缩粘性流的RANS方程计算均匀来流中的船舵水动力。采用标准的κ-ε湍流模式封闭方程，并用二阶有限体积法在非交错分区贴体网格上对守恒方程进行离散；采用Rhie和Chow的插值方法确定单元面的质量通量，用SIMPLE法求解压力分布，用壁函数法处理壁面边界条件。对一种NACA冀型舵在两种不同雷诺数下大攻角范围的流动进行了计算，得到的舵水动力与试验结果和他人的计算结果进行比较，在舵未达到失速角前吻合良好，而所确定的舵失速角与最大升力值则均偏小。失速角后舵背流面的流动分离点也能捕捉到。最后分析了雷诺数对舵水动力的影响。     

螺旋桨切割直径法在高速艇中的应用

针对某高速艇在试航过程中出现的船舶主机负荷过重及转速达不到要求的问题,分析其原因,并对螺旋桨切割直径法的两种理论计算方法和一种经验公式估算法的应用进行探讨。切割直径计算方法以实测轴功率为计算依据,采用检查图谱确定切割量,同时采用经验公式确定切割量并进行比较。通过对切割螺旋桨后的实船试验结果与理论计算和经验公式估算的对比,得出对于高速艇螺旋桨切割量的计算,采用检查图谱理论计算的准确程度要比经验公式估算法高。     

不同结构形式桩基在数值模拟中的概化方法研究

在理想数值水槽中,将风电桩基作为陆域边界直接模拟,计算桩基影响下的二维流场。对于结构复杂形式多样的桩基础,通过等效阻力法和等阻水面积法对桩基进行概化,并计算概化后桩基影响下的二维流场。计算结果表明这两种概化方案都可以有效逼近原桩基引起的水位、流速变化,且对风电桩基群的大范围流场的影响在可接受的误差范围内。通过对这两种概化方法的结果进行比较分析,表明在实际应用中需根据桩基的形式选取适合的概化方法。