基于混合模型试验技术的中等水深FPSO系统水动力性能研究

对一工作水深为375m的中等水深FPSO系统的水动力性能进行了模型试验研究和数值计算.采用了混合模型试验技术进行等效水深截断系泊系统的模型试验并在时域中进行了数值重构计算.对试验和数值重构计算得出的水动力响应的统计值、功率谱和RAO等进行了比较,结果显示两者符合得很好.最后,对全水深实际系泊系统的FPSO进行了时域数值模拟计算,预报了该FPSO系统在几种环境条件下的水动力响应情况.     

波浪荷载对斜坡式潜堤作用的数值分析

基于动量源数值造波消波技术,运用Fluent软件成功地模拟了在不同的斜坡角角度和水深组合下斜坡式潜堤所受的波浪作用。通过分析斜坡角角度和水深对斜坡潜堤所受波浪力的影响,得出斜坡潜堤所受波浪力受水深影响较大、受斜坡角角度影响较小。该研究为进一步深入研究斜坡潜堤在波浪动力荷载作用下的力学行为提供计算模型,并为实际工程设计提供了有价值的参考。     

波浪对单一四脚空心方块作用的三维SPH数值模拟

基于光滑粒子流体动力学(SPH)方法建立了波浪与斜坡堤护面块体相互作用的三维数值模型,模拟了单个固定四脚空心方块在规则波作用下的水动力变化特性。应用此模型分析了块体与规则波作用过程中流场变化以及波压力变化,为建立斜坡堤全地形数值水槽奠定基础。     

复杂地形下平台水弹性响应研究

在以往的研究中,波浪对浮体的水动力响应作用大多采用有限均匀水深或无限水深情况进行计算,考虑实际复杂地形对浮体性能影响的研究较少,但事实上地形的变化对浮体影响不可忽略,尤其岛礁附近区域珊瑚礁地形复杂,需要考虑地形对波浪场的影响。文章先从简单情况入手,入射波浪采用有限水深均匀入射波,使用有限水深格林函数求解源强,但加入了地形对浮体波浪绕射和辐射的影响。基于这些假定,验证了该方法计算结果的准确性,进而对某浮式平台在复杂地形下的水动力进行计算,并与均匀有限水深的结果进行比较,两者总体趋势吻合。结果表明,地形的存在对低频区运动响应影响较大,相比均匀水深波动较大。该文可以为浮体在实际地形下水动力响应计算研究工作的开展提供一个参考。     

内转塔式系泊FPSO模型试验研究

对一工作水深为375m的60万桶转塔式系泊FPSO系统(Floating Production，Storageand Offloading System)进行了模型试验研究。由于试验水池的尺度限制，采用了混合模型试验技术对该FPSO的系泊系统进行了等效水深截断处理，并在时域中对截断系统进行了数值重构计算。对试验和数值重构计算得出的若干水动力响应的统计值和功率谱进行了比较，结果显示两者符合得很好。     

内转塔式系泊FPSO模型试验研究

对一工作水深为375 m的60万桶转塔式系泊FPSO系统(Floating Production,Storage and Offloading System)进行了模型试验研究.由于试验水池的尺度限制,采用了混合模型试验技术对该FPSO的系泊系统进行了等效水深截断处理,并在时域中对截断系统进行了数值重构计算.对试验和数值重构计算得出的若干水动力响应的统计值和功率谱进行了比较,结果显示两者符合得很好.     

近岛礁地形影响下的浮式平台运动响应

近岛礁附近的地形一般呈现高低不平的状态,水深从几十米到几米不等。远场波浪向近岸传递过来时在礁盘上会经过复杂的演化,使得浮体附近的波浪呈现一定的非均匀性,不同于常规的长峰规则波,同时礁盘的起伏变化会对波浪中的浮体的运动产生影响,最终使得浮体在复杂地形下的水动力运动响应不同于一般均一水深下的浮体响应。该文通过建立浮体和礁盘地形的耦合水动力模型,计算了礁盘对浮体入射波力、绕射力、辐射水动力系数以及运动的影响,同时与水池模型试验对比了浮体运动,两者较为一致。研究表明复杂地形对浮体的水动力运动存在较大的影响,在某些周期附近会增大浮体的运动响应,因此需要理性考虑复杂地形对浮体的影响。     

基于CFD的内河船深浅水中操纵性预报

由于岸壁效应和浅水效应,内河船舶在限制水域作操纵运动时通常受到比在开阔水域中更大的水动力.这些水动力对船舶操纵性具有不利影响,有可能导致船舶碰撞或触底等海上事故.因此,为了在船舶设计阶段预报其操纵性能,考虑浅水效应和岸壁效应以准确计算内河船舶操纵运动水动力非常重要.本文基于CFD方法,通过对粘性绕流进行数值模拟,对长江中营运的三艘内河船舶的操纵运动水动力进行计算.首先,为了验证数值方法的可靠性,对标模KVLCC2纯横荡和纯首摇试验的水动力进行计算,并将计算结果与现有的试验数据进行对比.然后,对三艘内河船舶在不同水深下的静舵试验、纯横荡和纯首摇试验进行数值模拟,计算得到水动力及相应的线性水动力导数.最后,基于计算得到的水动力导数,获得Nomoto模型中的操纵性参数,对比分析三艘内河船舶在深浅水中的操纵性能.结果表明,本文方法可以揭示不同水深下三艘内河船舶的操纵性变化趋势.该方法可为船舶设计阶段内河船舶深浅水中的操纵性预报提供一种实用的工具.     

坡度对波浪统计特征的影响

为了明确坡度对不同波浪统计特征的影响,利用数值模型对波浪在不同坡度斜坡上的传播进行模拟,分析波浪的非线性参数和波高分布等,比较不同坡度下波浪的传播特性。结果表明,在相同条件下,随着波浪在斜坡地形上传播,波高会随着水深的变浅逐渐增大;坡度对于波浪的波高分布具有较大影响,当坡度较大时,波浪传播至斜坡较浅水深时的波高分布接近瑞利分布,当坡度逐渐减小时,相同波高的发生概率逐渐减小;而Ursell参数则不会随着坡度的变化有明显的变化。     

浅水中航行船舶的水动力系数

本文利用切片理论数值研究了浅水中前进船舶的水动力系数.为计及水深的影响,采用简单格林函数方法求解剖面水动力系数,提出了满足辐射条件的一种较方便的数值方法.计算了一数学船型的水动力系数,并与有关文献结果比较验证了数值方法的可行性.数值结果显示了水底效应对航行船舶水动力的影响,为进一步研究浅水航行船舶的耐波性提供了基础.     

基于LABVIEW的公路积水监控软件设计

为解决低洼路面积水影响行车等问题,建立道路积水监控系统。采用虚拟仪器软件进行系统设计并运用实时远程监控技术,开发监控界面和程序框图,灵活运用有关控件,监控现场液位,对高限、高高限报警,自动产生数据报表。系统界面友好美观,容错性强,稳定性好,达到预期目标。     

直墙式码头前沿顶高程计算方法

中国港口工程设计规范中码头面高程可按上水标准确定直墙式码头前沿顶高程。而在英美等国外设计标准中,提出码头面高程应考虑设计水位、装卸设备安全作业、淹没程度等因素,综合分析确定码头面高程,其中码头面受淹没的影响程度应为主要考虑因素。以平均越浪量作为码头面淹没影响程度判断标准,介绍码头前沿平均越浪量的计算方法,并依此提出直墙式码头面高程计算方法,同时与国内外规范中的计算方法进行比较分析。该方法对同类别的码头设计具有实际参考意义,同时对码头使用营运安全标准的把控也有参考意义。     

平原河网地区内河航道设计最高通航水位取值

设计最高通航水位取值直接影响跨航道桥梁改建方案。针对平原河网地区跨航道桥梁改建实施难度大的问题,进行桥梁改建案例、典型水位曲线特点、船舶过桥现状、撞桥事故统计数据、内河航道导助航及管理手段的发展等方面的研究,探讨降低设计最高通航水位取值的可能性,并提出按通航保证率进行设计最高通航水位取值,并辅以完善的交通管理系统的方案。该方案可作为导助航体系完善、管理水平较高的平原河网地区设计最高通航水位取值参考。     

新万福河复航工程总体设计方案

通过对起点和终点比选、梯级建设方案、沿线水利设施建设方案、水资源方案等多方面综合考虑,提出新万福河复航工程总体设计方案。该方案的实施对山东内河支线航道的发展具有重要的指导意义。     

白马枢纽省水船闸布置及输水水力特性初步分析

绣江复航工程白马枢纽船闸若按常规单级船闸设计,枯水期天然来流量小于船闸正常运行平均耗水量,不能满足船舶过闸用水需求。参照国内外研究成果和经验,提出带两级开敞式省水池的省水船闸和输水系统的布置方案。建立一维数学模型,经不同阀门启闭方式的输水水力指标计算和初步分析,得到较为合理的阀门启闭方式组合、省水率及闸室水力特性。结果表明,按照计算分析得到的较优阀门启闭组合方式运行,输水时间控制在12 min以内,省水率不小于49%,所提出的省水船闸布置方案可有效解决枯水期正常运行水量不足的问题。     

基于PLC的化学水处理控制系统的设计

介绍一种关于化学水处理工艺过程的PLc控制系统的设计,通过阐明化学水处理工艺特点及PLC控制系统各项功能,给出了一种详细的设计方案.     

激光空化产生水下假目标的新方案

提出了一种不同于传统方式的水下对抗新方案，该方案尝试利用激光光源在远处水下产生的空泡及其噪声来模拟潜艇螺旋桨在行进中产生的空泡及其噪声，作为假目标在水下对抗中得到应用。对实现方案的实验研究方法和研究步骤进行了初步探讨和研究。     

高水头省水船闸水工结构及输水系统研究

长江上游地区水头高、流速快、水位变幅大,对通航建筑物提出了较高的要求,采用升船机形式较难解决运量小、高地震烈度对塔柱的横向位移要求等问题;多级船闸形式又面临耗水量巨大、下游引航道流态不佳等问题。省水船闸是解决上述问题的有效结构形式,但在我国的应用经验较为有限。以三峡新通道工程为依托,从省水船闸的工作原理出发,分别对结构选型、省水池布置、结构高程及尺度确定、输水系统的计算流程和参数确定方法等关键问题进行研究,并通过结构核算、输水效率、省水量3个方面说明省水船闸方案的可行性及其相对于梯级船闸的优越性。     

Advection schemes for shelf sea models

Numerical models of shelf seas must handle sharp gradients in thermoclines and fronts, and at the edges of patches of passive tracer, often in the presence of strong tidal currents, without introducing excessive numerical diffusion or spurious oscillations. In a sigma coordinate model there is an additional problem, since then purely horizontal motion over a sloping sea bed may introduce strong numerical diffusion in the vertical, which can artificially erode thermoclines.In this paper, two advection schemes applicable to shelf sea models are examined. They are based on TVD (Total Variation Diminishing) and PPM (Piecewise Parabolic Method) techniques. They are demonstrated to give satisfactory performance for tracer advection in one, two and three dimensions. They are both monotonic, and the PPM scheme has particularly low numerical diffusion. In two and three dimensions directional splitting is used, which is handled by following advection with each horizontal velocity component by adjustment of the sigma levels in each water column using the same advection scheme. The artificial vertical diffusion is then small, particularly with PPM.The two schemes are also compared in a three-dimensional model of a cylindrical eddy of relatively fresh water, released from rest in an open sea region. Here, both salinity and momentum are advected. Laboratory experiments show that after an initial period of adjustment the eddy should become unstable, with a growth of cyclonic-anticyclonic eddy pairs. This is reproduced in the model, with the PPM scheme again producing sharper results than the TVD scheme.Integrated second moment calculations are used to compare the schemes. These demonstrate the lower numerical diffusion of the PPM scheme. This advantage is achieved at the cost of greater computing time.     

引江济汉通航工程进口段平面布置及通航条件优化

用水流物理模型、遥控自航船模、水流数学模型和船舶操纵运动数学模型相结合的研究方法对引江济汉通航工程进口段平面布置及通航条件进行研究。首先阐述设计方案通航工程与长江交汇口、进口龙洲垸船闸下游航道及荆江大堤通航孔等各区域的通航条件,详细分析设计方案影响通航水流条件的各个因素,针对设计方案在通航水流条件上的不足,通过采取多种工程措施改善其通航水流条件,提出满足船舶安全航行的优化布置方案。