不同月池形状对钻井船附加阻力的影响

针对钻井船月池附加阻力,开展月池形状对钻井船附加阻力性能的影响研究。通过对不同形状月池内非定常流动特性的研究和钻井船附加阻力的对比分析,探讨月池形状对附加阻力的影响。经CFD分析可知,航行中的钻井船月池内的流体阻塞效应及漩涡运动导致附加阻力增加,优化月池形状和结构可有效降低月池内的波高和漩涡强度,改善航行性能。     

CFD simulation of the vertical motion characteristics of the moonpool fluid for the truss spar

The research purpose of this paper is to estimate theimpacts of the parameters of the guide plate on the vertical motioncharacteristics of the moonpool fluid. With the volume of fluid（VOF） method, three-dimensional models of the moonpool fluidmotions of the truss spar platform are established. Simulationresults are then presented for the moonpool forced oscillation byemploying the dynamic mesh method and user-defined functions inFLUENT. The motions of the moonpool fluid and the loads on theguide plates are obtained for both cases of square-ring andcrisscross. The results show that the shape and area of the guideplate at the bottom of the moonpool have a significant impact onthe physical parameters of the moonpool, including the load on themoonpool guide plate, motion form of the moonpool fluid and themass flow rate.     

浮式钻井生产储卸装置运动性能分析

首先介绍了浮式钻井生产储卸装置(FDPSO)设有月池开口的船型特点,为评估月池开口对FDPSO船体运动性能的影响,设计了不同月池尺寸的方案。采用三维势流理论对不同月池尺寸方案水动力性能进行计算,得到FDPSO船体运动传递函数,总结FDPSO船体横摇和垂荡运动响应随月池尺寸变化的规律,并确定合理的目标FDPSO方案。最后对目标FDPSO方案进行运动性能实例分析,评估目标FDPSO方案的耐波性。     

波浪作用下月池开口对钻井船水动力的影响

结合模型试验与频域数值计算结果,分析月池对船体水动力性能的影响,并对模型试验与数值计算的RAO、月池敞开和封闭的RAO、运动统计结果和附加质量系数进行对比。分析结果显示:月池开口会增大横摇和垂荡运动幅值,并且减小船体的横摇固有周期;当外部激励使月池发生共振时,月池内流体产生的附加质量会发生剧烈变化。因此,月池开口对船体水动力性能会产生一定负面影响,作业时,应当避免发生共振现象。     

月池对FDPSO水动力性能的影响分析

采用数值模拟的方法,分析了不同尺寸、位置、吃水的月池对FDPSO船体附加质量和阻尼系数的影响。建立FDPSO三维水动力模型,采用水动力计算软件AQWA,研究了月池在不同尺寸、位置、吃水情况下对FDPSO横荡、垂荡、横摇附加质量和阻尼力的影响。结果表明：月池内流体的“活塞”振荡会增大船体的垂荡运动;FDPSO船体附加质量和阻尼力在频域范围内存在极值,垂向附加质量和阻尼力极值对应的波浪频率位置与月池尺寸、吃水有关,与位置无关。     

长沙综合枢纽三期施工导流及通航模型试验研究

针对三期施工导流期的特点,采用正态1:100整体物理模型,对该河段的行洪能力和通航水流条件进行试验研究。通过分析设计方案河段上游水位雍高值、围堰附近的流场特点和各泄水闸闸前行进流速,从增加溢流宽度和调整纵向围堰与水流方向两方面对其进行优化,共提出了3种优化方案。根据三期导流的特点并对比不同施工导流方案下的上游水位雍高值,得到有利于河段行洪及施工布置的推荐方案。最终通过流场分析表明,推荐方案的水流条件满足船舶安全通航要求。     

带月池超深水钻井船的水动力特性

基于三维势流理论,开展钻井船水动力性能数值计算,完成月池、黏性阻尼对钻井船水动力和运动性能的影响分析,研究带月池钻井船水动力和运动性能特性,以期指导钻井船及其月池的设计。     

带有月池的非对称结构物水波辐射和激励力（英文）

A highly efficient "hybrid integral-equation method" for computing hydrodynamic added-mass, wave-damping, and wave-exciting force of general body geometries with a vertical axis of symmetry is presented. The hybrid method utilizes a numerical inner domain and a semi-infinite analytical outer domain separated by a vertical cylindrical matching boundary.Eigenfunction representation of velocity potential is used in the outer domain; the three-dimensional potential in the inner domain is solved using a "two-dimensional" boundary element method with ring sources and ring dipoles to exploit the body symmetry for efficiency. With proper solution matching at the common boundary, both radiation and diffraction potentials can be solved efficiently while satisfying the far-field radiation condition exactly. This method is applied to compute the hydrodynamic properties of two different body geometries: a vertical-walled moonpool with a bottom plate that restricts the opening and a spar-like structure with a diverging bottom opening inspired by designs of floating Oscillating Water Columns. The effects of the size of the bottom opening on the hydrodynamic properties of the body are investigated for both geometries. The heave motion of the floater as well as the motion of the internal free surface under incident wave excitation are computed and studied for the spar-like structure.     

船闸扩建工程的施工导流标准和围堰方案

针对已建枢纽扩建船闸工程施工围堰标准的问题,结合株洲二线船闸工程对围堰的双重使用功能进行分析,其施工围堰应分区确定围堰标准,并在充分权衡导流设施建设成本与降低标准造成损失的基础上,妥善安排度汛、排水措施,将对工期的影响降到最低。同时总结了船闸扩建工程施工导流特点、围堰设计目标、过水围堰度汛时的主要工程措施,为航电枢纽船闸改扩建工程的布置和围堰设计提供参考。     

基于谱分析方法的月池角隅结构疲劳强度分析

随着海洋油气资源开发的深水化和海洋工程船舶的大型化,船体结构的疲劳强度问题日益突出,尤其是月池角隅区域结构的疲劳问题,一直是业内关注的热点。论述了谱分析方法的基础理论,并以基于谱分析方法的疲劳强度评估流程为主线,对疲劳强度计算的完整过程作了较为详细的说明。以某深水多功能水下工程船为例,基于谱分析方法对目标船月池角隅区域船体结构进行了细化节点的疲劳强度分析,计算获得其疲劳累计损伤度和疲劳寿命值,并对于疲劳危险节点进行了结构优化。该研究为类似月池角隅区域船体结构的设计提供了可行的方法。     

Experimental study of drillship resistance performance in open and closed state of moonpool北大核心CSCD

[Objective] This paper carries out an experimental study of a multi-function dirllship model with moonpool structure in towing tank, aiming at analyzing the effects of the moonpool structure on the ship resistance in open and closure condition.[Methods]Taking a dirllship as the research object, the ship motion response in regular and irregular waves is investigated. The resistance of the ship in hydrostatic water and waves is measured with tension sensors, and the acceleration characteristics of the bow, midship and stern are analyzed by acceleration sensors.[Results]The results indicate that hull resistance under light load conditions is greater when open moonpool, while hydrostatic water resistance with closed moonpool is greater under design load conditions. The closed moonpool in regular waves reduces stern acceleration by 58.2%, bow resistance by 46.7% and heave response by 41.8%. The peak of resistance at the bow in irregular waves is about ten times higher than that at the stern, and the peak of resistance occurs more often when the moonpool is open at the same time.[Conclusions]The experimental study shows that the difference in load conditions changes the waterplane area and affects the hull resistance in hyrostatic water. In contrast, the closure of the moonpool not only reduces acceleration and resistance, but also improves surge and heave. As such, this paper can provide references for the structural design of drillships with moonpools. © 2023 Journal of Nanjing Agricultural University. All rights reserved.     

基于监测系统的某干施工围堰渗漏的发现及处理

渗漏问题的难点在于渗漏点位于地下,无法直接观测,既难以直接断定是否渗漏,又难以确定渗漏的具体范围及评价堵漏措施的治理效果。某大型干施工挖入式港池项目,根据监测异常现象(位移速率过大、累计变形大、气泡、涌水等)并结合监测数据发现了围堰渗漏隐患;通过堰体各区段实测水位相互对比及与理论计算水位对比,确定渗漏范围;通过堵漏前后的日水平位移、堰体水位、渗流量的对比,评判堵漏措施的治理效果。     

带月池深海钻井船摇荡运动性能分析

海上钻井作业过程要求钻井船具备良好的稳定性能,而月池内流体柱的不规则振荡以及钻井船细长的船体外形都将对船体运动性能造成不利影响,从而限制其在恶劣海域的作业适应性。文章基于三维势流理论对带月池钻井船的摇荡运动进行预报,并通过船模试验对预报结果进行有效性验证。在此基础上,提出钻井船摇荡运动衡准值,对钻井船海上作业适应性进行研究,分析月池尺度和形状对钻井船运动性能的影响。     

基于CFD的钻井船月池流场及附加阻力研究

研究了基于CFD方法的钻井船月池流场及阻力性能。针对某阶梯型月池的钻井船,采用定常方法分析其阻力性能,并与模型试验结果进行比较,分析钻井船月池阻力数值计算方法的可靠性;采用非定常方法模拟月池内流体的非定常流动,分析月池附加阻力产生的原因。计算方法及所得出的结论可为具有月池的船舶阻力性能研究提供参考。     

松花江依兰航电枢纽施工期通航条件研究

采用正态物理模型对依兰航电枢纽下坝线施工一期春汛围堰、主围堰及施工二期通航水流条件进行试验研究。经过多方案比较,提出了经济合理的施工期通航工程措施。结果表明:施工一期春汛围堰、主围堰均壅高了上游水位,同时改变了水流流速分布。施工二期船闸及整治工程建成后,船闸试通航期上下游引航道口门区及连接段通航水流条件基本满足要求,洪水期仅下游连接段纵向水流流速偏大。     

数值模拟技术在某海堤工程龙口合龙中的应用

在总结多种龙口流速计算公式的基础上,分析各公式具体的适用条件及影响因素。为确定某工程海堤合理的龙口合龙方案,应用数值模拟技术对龙口周边的流速、流场进行计算,计算结果用于确定龙口位置、宽度和结构型式,为工程施工提供有效指导。     

素咬合止水桩土石围堰监测及变形分析

为掌握素咬合止水桩土石围堰的变形规律,对咬合桩土石围堰不同位置、不同降水阶段、不同监测项目的监测数据进行分析总结。结果表明:围堰在第一次抽水期间变化较大,经过回灌、坡脚抛石、围堰加宽加固后,第二次抽水期间围堰变化趋势明显减缓;围堰中部的变形最大,靠岸位置的变形稍大,岸坡位置在整个抽水期保持稳定;同一位置附近的不同监测项目,其增长趋势基本一致。经过分析,最终确定围堰降水速率为400～500 mm/d最为合理,既能保证围堰的安全又能在一定程度上加快降水速度从而确保工期。     

VLCC改装为VLOC时燃油舱保护的设计特点

主要介绍在超大型油船（VLCC）改装为矿砂船（VLOC）设计中,燃油舱保护要求对改装设计的影响,以及燃油舱的改装方案。影响主要体现在：燃油舱容的减少量,可能会占用压载舱或其他部位增加新的燃油舱舱容;增加新的内壳引起钢料的增加;新增舱室要增加管系、人孔盖及梯子等。燃油舱的改装方案关键在内壳线型。内壳线型首先要满足MEPC．141（54）的要求,其次要考虑内部通道及梯子的布置,还要兼顾改装的特点、船厂施工的要求,可能会不同于新建船舶的设计。     

富春江船闸扩建改造工程围堰施工技术

在大坝泄洪区建设船闸围堰,面临着泄洪水流大、水位落差大的难题,这对围堰的防冲刷稳定、防渗等技术性能要求很高。因此必须把握住围堰的设计和施工要点。介绍富春江船闸扩建改造工程围堰设计和施工的成功经验。     

台州港黄礁港区悬沙输移规律研究

采用经过水沙验证的潮流泥沙数学模型,模拟了大港湾水域的水沙运动特点,计算了港池泥沙回淤量。模拟结果表明,港池泥沙来源主要为大港湾后方浅滩落潮流挟沙;港池口门处的防波堤对减轻港池泥沙回淤的效果并不显著,港池后方修建围堰可使港池回淤量减小2/3;围堰阻挡了浅滩泥沙进入港池的通道。同时大港湾形成的半封闭港池具有流弱、沙少、回淤较轻的特点,经过相应的工程措施可成为一个优良的港湾。