FPSO内孤立波载荷实验观测及理论预报模型研究

利用大型密度分层水槽开展了下凹型内孤立波作用在FPSO上的载荷特性系列实验;并依据实验工况,考虑KdV、eKdV和MCC内孤立波理论的适用性条件,数值研究了FPSO内孤立波载荷成分构成;基于实验结果和载荷成分构成,建立了FPSO内孤立波载荷的理论预报模型.研究表明:FPSO内孤立波水平载荷由粘性力和Froude-Krylov力组成,而垂向载荷主要为垂向Froude-Krylov力;Froude-Krylov力可通过动压力沿FPSO浮体湿表面积分得到,粘性力则通过经实验回归的摩擦系数Cf、形状修正因数K乘以内孤立波诱导水质点切向速度沿FPSO浮体湿表面积分得到.系列实验结果得出:摩擦系数Cf和形状修正因数K与雷诺数Re、KC数和流体层深度比h1/h有关;摩擦系数与Re呈自然对数关系;而形状修正因数K与KC数呈幂函数关系.理论预报模型预报的水平载荷、垂向载荷结果均与系列实验和数值结果吻合较好,并且发现随着内孤立波振幅的增加,载荷幅值近乎线性增加,而且上层流体深度对水平力幅值有明显的影响.     

带有低张力区的海洋缆索动力分析（一）

根据经典的欧拉弹性理论确定缆索分段的三维动态方程。以去除当缆索张力降为零时潜在的奇异性。在方程中计入了缆索的弯曲刚度。方程可以退化为完全挠性缆索。对于具有低张力区的海洋缆索系统，建议采用直接积分的混合模型求解方案。数字算例证明了方程和计算方法的可靠性和有效性。     

新型救生装置流场性能数值模拟研究

海洋事故的频发和传统的救生装置存在不能进行及时救援和易受环境影响的缺陷，使得救援十分困难，因此新型救生装置应运而生。本文通过对三体叉式和整体式两种不同线型的新型救生装置进行阻力性能的数值仿真，分析其在空载、搭载儿童、搭载成人和极限四种载重工况下不同速度（0.5m/s，1m/s，1.5m/s，2m/s）时的流场性能，对比两种救生装置的阻力性能，得出相较于A型三体叉式救生装置，B型整体式救生装置的侧体对装置的阻力性能影响更大，且搭载重量越大，其阻力先增后减；救生装置表面高压的分布区域会随速度变大而发生变化，由前体向侧体后移，高低压差是影响阻力大小的关键因素。本文的研究对新型救生装置的优化提供了一定的数据支撑。     

基于NAPA的船舶结构设计方法研究

以NAPA软件为平台,以某散货船为例,通过对一般构件、肘板、开口的表格化建模方法、图形输出方法和剖面特性输出方法的研究,将三维设计概念引入到船舶结构设计中,进一步阐述了现代结构设计方法,并与传统结构设计方法相比较,发现结构设计效率大大提高。     

FPSO内孤立波载荷特性数值研究

文章将KdV、eKdV和MCC内孤立波理论应用到内孤立波数值模拟水槽入口速度条件计算,讨论内孤立波与浮式生产储卸油装置FPSO强非线性作用问题。结果表明,数值模拟所得FPSO内孤立波水平载荷、垂向载荷及力矩与实验结果相吻合,内孤立波载荷主要由波浪压差力、粘性压差力和摩擦力构成,粘性压差力很小,可以忽略;在水平载荷中,摩擦力较压差力约小一个量级,流体粘性的影响不可忽略;在垂向载荷中,摩擦力比压差力小很多,在分析时可以忽略流体粘性的影响。由于FPSO始终处于上层流体中,对内孤立波的模拟波形和其诱导流场的影响很小。波浪压差力可利用傅汝德-克雷洛夫公式基于动压力进行计算,而水平载荷中的摩擦力则需根据内孤立波诱导速度的切向分量对FPSO吃水湿表面求积分的方法进行计算。     

基于阻力性能最优的新型救生装置总体设计

为实现快速救援和提高救援成功率,依据多体船概念设计出一款新型三体式救生装置,这是一种桥连接的三体式救生装置,装置包括前体、侧体和连接桥。在满足快速救援的条件下以阻力性能最优为指标确定新型三体式救生装置的总体设计。其总体设计思路主要是实现快速救援,新型三体式救生装置需同时满足性能和布置上的要求,性能需满足快速性和稳定性,布置需布局合理。采用计算流体动力学(Computational Fluid Dynamics,CFD)仿真方法计算装置的阻力,在数值分析中湍流模型选用重正化群(Renormalization Group,RNG)k-ε。结果表明,内部部件排布位置和配重重量及其排布位置对装置的阻力影响大。给出2个设计方案,比较后得出方案2的设计为最优。     

250TEU江海直达敞口集装箱船船型经济论证分析

以250TEU江海直达敞口集装箱船为研究对象,利用V isual C 平台建立了此类船舶船型技术经济论证的一般程序,并给出了符合250TEU江海直达敞口集装箱船技术要求和经济要求的可行方案,以及优选方案的敏感性分析结果。     

基于NAPA的甲板货船总纵变形的分析与计算

对船长与型深比较大的甲板货船纵向变形分析求解。以船舶设计软件NAPA为平台,利用NAPA自带的NAPA BASIC语言编程建模,分舱和加载,应用有限差分法求解船体梁挠度变形,通过修正模型,得到船体梁所受的剪力、弯矩分布和挠度变形,并对总纵强度进行校核。