基于四面体网格的船舶静水力计算方法精度研究

四面体方法非常适合分析多凸体(浮式海洋平台、子母船和半潜船等)结构的浮态问题,该方法已经在多个工程领域进行了应用,但是对其静水力计算方法的精度研究还未见报道.文章首先介绍了基于四面体网格的静水力计算方法,然后通过椭球算例研究了典型静水力参数的计算精度与单元尺寸的关系.算例选取了 5种不同的单元边长,针对浮体的3个典型静水力参数,进行精度分析.试验结果表明,四面体算法的精度控制水平与Maxsurf大致相当,当单元边长取为主尺度最小值的5％时,该算法即可取得满意的精度.     

四面体方法在子母船浮态和稳性问题中的应用

子母船的横截面存在不规则非连通域，造成传统算法在浮态和稳性计算应用中存在较大困难。对此，提出一种计算子母船浮态和稳性的新方法：将子母船剖分成多个四面体，将四面体与水面的切割关系归为5种，计算每个四面体的体积和体积心，汇总得到整船排水体积和浮心坐标。在浮态计算方面，通过建立优化设计数学模型，求解得到水面方程。在稳性计算方面，通过求解浮力与重力作用线之间的距离得到稳性恢复力臂。通过数值算例对某登陆舰进行典型工况下的浮态和稳性进行计算。结果证明：该算法不需要计算横剖面几何要素即可得到子母船的排水体积和浮心，能避免子母船浮态和稳性的计算困难；该算法可单独建立子船和母船的四面体模型，通过“自由组装”的方式进行整船建模，在多工况建模时能体现出较强的优势。     

深水悬链锚泊系统等效截断水深优化设计

工程中,常用的深水悬链锚泊线通常是由顶部锚链、中部钢索和底部锚链三段复合而成。该文采用分段外推的数值解法,考虑锚泊线所受的重力、张力、流力以及锚泊线的弹性伸长,利用黄金分割算法求解锚泊线顶端张力对应的顶张角,对其进行静力特性分析。基于混合模型试验方法应用,考虑锚泊系统静力特性相似,采用遗传算法编制开发等效截断水深系统优化设计程序。以一座工作水深为1500 m的深水半潜式平台为例,对其悬链式锚泊系统在700 m水深处进行等效截断优化设计计算,为下一步进行混合模型试验提供参考。     

后勤保障浮式码头耐波性能试验

采用模型试验方法对后勤保障浮式码头耐波性能进行研究。设计浮式码头物理模型和系泊系统模型。采用静水衰减试验，得到浮式码头的横摇和纵摇阻尼。采用规则波（Regular Wave，RW）试验，得到浮式码头的运动响应幅值算子（Response Amplitude Operator，RAO）曲线，并与数值计算模型进行对比，相互验证有效性。采用不规则波（Irregular Wave，IRW）试验，分析浮式码头的运动性能和四点锚泊性能，并与数值计算模型进行对比。结果表明模型试验与数值计算模型吻合较好，可为后勤保障浮式码头设计提供相应的参考依据。     

一种远海油气作业后勤保障的浮式码头概念设计

提出一种基于浮式码头的后勤保障设计，以保障远海油气作业。根据油气作业后勤保障的基本功能需求，对浮式码头的功能体系进行设计，并初步确定主尺度。根据功能模块化体积限制，对船舶进行概念设计，确定浮式码头的主要特性。分析浮式码头的稳定性和系泊要求，对浮式码头概念设计进行数值模型验证。结果表明，浮式码头概念设计可满足我国远海油气作业需求，有望形成一种新型远海油气作业后勤保障的新模式。