三峡库区浅水域船舶应急系泊系统设计及水动力特性研究

内河船舶标准化、大型化、专业化进程不断加快,三峡库区船舶在风、浪、流环境中航行时,往往会出现较剧烈的摇荡运动、降速、航向不稳定及操纵困难等问题。因此,三峡库区浅水域船舶应急系泊系统设计的可靠性成为船舶工程领域亟待解决的问题。以三峡库区典型船舶为研究对象,基于三维势流理论,运用ANASYS-AQWA,建立船舶应急系泊系统的数值模型,优化设计不同缆绳布置方案,对比分析不同系泊方案下船舶运动响应幅值及缆绳张力。研究表明：4-2-2系泊系统缆绳布置方案与4-4系泊系统缆绳布置方案相比而言,在均衡系泊缆张力方面更具有合理性、优越性。研究方法可为三峡库区浅水域船舶应急系泊系统方案的设计提供科学可靠的理论依据。     

20.8万吨散货船系泊绞车基座及下加强结构强度分析

系泊绞车是船舶锚泊系统的重要组成部分,系泊绞车在船舶靠码头时承受着缆绳的巨大拉力,在首部0.25L范围内的系泊绞车还承受了甲板上浪载荷的作用,如果系泊绞车基座设计不当,可能引发重大的海损事故,因此目前系泊绞车基座的有限元校核在规范中已经明确要求了。文中建立了20.8万吨散货船系泊绞车基座及其支撑结构的有限元模型,按照CSR规范中对于系泊绞车的相关要求,计算了系泊绞车基座在不同工况下的结构强度。计算结果表明,该散货船系泊绞车基座结构满足CSR规范的衡准要求,基座及其支撑结构设计合理、安全可靠。本方法可以为今后开展同吨位散货船系泊绞车的基座设计与分析提供参考,所提供的计算过程及相应的经验可供相关设计人员借鉴。     

系泊作业系缆力大数据近似查询预测方法

开敞式码头系泊作业中,缆力是保证安全的一个重要指标.目前在系泊缆力预测主要集中在船舶与缆绳之间的物理变化上,采用的方法主要有观测法、物理模型及数值模型等.提出一种以大量的历史数据为驱动的预测方法,结合大数据MapReduce模型机制,使用近似查询方法获取与当前影响船舶缆力因素最接近的历史缆力值;考虑到船舶缆力影响因素的所占比重不同,采用模糊数学的方法来确定各个因素的权值分配.仿真实验表明方法的预测结果具有较高的可行性和实用性.     

台风状态下码头护舷受力与吸能特点分析

分析了台风状态下的系泊船舶所受的环境力,并进一步建立了系泊状态下的平衡方程,采用模矢搜索法求解了平衡方程组,求解过程中,护舷的反力-变形曲线采用三次样条插值进行模拟,最终解出护舷的受力与吸能.在不同的波流夹角和不同的缆绳预张力的情况下,找出了护舷可能失效的波流夹角的危险区域,对护舷的受力规律进行了分析和总结,并计算了恶劣海况下,两种不同性能护舷的受力和吸能情况.     

码头系泊实时监控可视化系统的设计与实现

针对大型码头系泊的现状和技术要求,利用计算机软硬件技术,实时监控每根系缆的张力、护舷压缩量和环境参数,实现远程控制室的系泊自动监控与可视化、安全预警和信息的集中管理.阐述了系统的实施方案和相关的数据传输与存储技术,给出了系统的实现结果.系统既解决了人工系泊操作性差、断缆事故频发的问题,同时,实时数据的存储与管理也为决策者实施系泊优化提供参考依据.     

复杂水流环境下系泊船的水动力特性研究

为研究深水码头复杂水流条件下系泊船的水动力特性, 利用 CFD 软件 STAR-CCM+对系泊船模型的粘性流场进行瞬态数值模拟, 通过求解 RANS 方程和 Realizable k-ε 湍流模型获得船舶水流作用力。 在无波浪定常流作用下, 系泊船姿态最终保持稳定, 可用固定船舶近似代替系泊船进行模型简化。 在完成网格无关性和数值模型合理性研究的基础上, 对不同流速、 不同流向角度以及流向沿水深变化的复杂水流条件下船舶的水动力进行预报, 探讨不同水流条件下系泊船纵向力、 横向力、 艏摇力矩的变化规律, 研究成果可为复杂水流环境下系泊船的布缆及相关工程设计提供参考。     

基于准悬链线理论的舰船缆绳张力计算

基于准悬链线理论,考虑了缆绳自重荷载集度随缆绳应变而变化的现象,从绳索微段力学平衡关系出发,推导出缆绳张力计算的准悬链线模型,并通过实例计算,验证了该模型的正确性．     

物联网系泊船舶运动监测系统方案设计

研究了港口码头系泊船舶运动监测系统的方案设计问题,提出一种基于物联网技术的系泊船舶运动监测系统设计的方案,阐述了系统构成和监测软件的设计思想.数据感知层采用射频识别和传感器两大核心技术实现数据采集,网络层采用无线局域网技术传输监测数据和控制命令,应用层采用串口通信技术接收和发送数据.模型试验表明了系统方案和采用技术的有效性和可行性.     

物联网系泊船舶运动监测系统方案设计

研究了港口码头系泊船舶运动监测系统的方案设计问题,提出一种基于物联网技术的系泊船舶运动监测系统设计的方案,阐述了系统构成和监测软件的设计思想.数据感知层采用射频识别和传感器两大核心技术实现数据采集,网络层采用无线局域网技术传输监测数据和控制命令,应用层采用串口通信技术接收和发送数据.模型试验表明了系统方案和采用技术的有效性和可行性.     

基于通航安全的董家口港区理论最低潮面的确定

为了解董家口拟建港口的气象、海浪、潮汐情况,方便船舶安全进出及系泊,根据董家口拟建港址海区设立了临时风、海浪、潮汐观测站,按要求进行一年的波浪、潮汐观测,并与临近的国家海洋局小麦岛海洋站、日照海洋站做相关分析.利用调和分析计算当地的理论最低潮面.当地理论最低潮面的确定,直接影响着某个港区码头前沿高程和停泊水域底标高设计的确定,以及航道设计底高程和设计水深的确定,影响港口码头船舶靠离泊安全和船舶进出港的通航安全;同时,也是港口码头和航道设计及建设活动中控制投资的基础.其高低潮面的确定,直接影响着港口及航道项目投资及运营的经济效益,其意义十分重大.     

转塔式FPSO单点系泊系统受力计算方法

依据国家有关标准及相关规范,计算了影响FPSO单点系泊系统的风作用力、流作用力和波浪作用力,分析了系泊系统各锚链的受力情况;建立了锚链受力计算模型,将动态锚链受力问题通过静态的计算方法予以核算,为转塔式FPSO单点系泊系统提供了一种简单有效的核算方法。以"南海开拓"号FPSO为例进行验算,计算结果与实际情况基本相符。     

Analysis on Deepwater Mooring System of Sandglass-Type FDPSO

In order to solve the performance limitations of traditional ship-type and cylindrical FDPSO(floating drilling production, storage and offloading unit), we present a new FDPSO with a sandglass-type floating body.Based on the hydrodynamic performance of the newly developed floating model, a suitable analysis method for its deepwater mooring system has been proposed. Furthermore, by studying the effects of different mooring parameters on the motion performance of FDPSO, we achieve some useful conclusions and principles to design the mooring scheme in deep sea which has been validated to satisfy the Det Norshke Veritas(DNV) requirements.The study of this paper is expected to provide a reasonable and feasible reference and design solution for the deep sea positions of the new sandglass-type FDPSO.     

大水位差码头新型电磁系泊装置

分析现有系泊系统的不足,讨论了电磁技术在码头系泊系统中应用的可行性,并借鉴国内外电磁技术在水运事业中应用的优点,提出了一种新的码头电磁系泊装置.详细介绍电磁系泊装置的基本构成和工作原理,并以新型电磁系泊装置在浮式系靠泊结构中的应用为例,重点进行了系缆力的验算.结果表明:电磁系泊装置具有结构简单、容易制作、操作方便等特点...     

大水位差码头新型电磁系泊装置

分析现有系泊系统的不足,讨论了电磁技术在码头系泊系统中应用的可行性,并借鉴国内外电磁技术在水运事业中应用的优点,提出了一种新的码头电磁系泊装置。详细介绍电磁系泊装置的基本构成和工作原理,并以新型电磁系泊装置在浮式系靠泊结构中的应用为例,重点进行了系缆力的验算。结果表明:电磁系泊装置具有结构简单、容易制作、操作方便等特点,能够提高系靠泊效率、改善码头结构受力。     

Stability Analysis of Two-Point Mooring Autonomous Underwater Vehicle

Static stability analysis of the two-point mooring autonomous underwater vehicle(AUV) is presented.The mathematic model is a set of equilibrium equations describing the attitude of the AUV.The mooring lines are regarded as inelastic catenaries,and five degrees of freedom of AUV are considered.The stability of the system is represented by inequality conditions between several physical quantities and the corresponding limitations.We analyze stability of the prime AUV and find that the AUV has a flow-following tendency,which makes the swing angle big.The result shows that the two-point mooring AUV can remain stable under 2.5 kn ocean current speed,and it will weigh anchor when the speed is greater than 3 kn.Subsequent parametric study reveals the influence of the designing parameters on the stability.     

基于有限元的25000吨成品油船船体拖带及系泊支撑结构强度分析

依据25000吨成品油船的系泊设备布置,选取首部、中部和尾部的几个典型结构进行了拖带和系泊支撑结构的有限元结构强度计算及分析,确保结构满足中国船级社规范的相关强度要求。     

新型浮式系缆装置关键技术及可靠性分析

水位的瞬间变幅对水电站下游直立式码头靠泊安全影响巨大。借鉴船闸浮式系船柱原理提出了新型码头浮式系缆装置,在浮筒上对称地设4个弹簧平衡装置,可有效解决在较大系船缆绳拉力情况下,装置升降过程的不平衡阻力等关键技术问题。经依托金沙江水富港综合码头进行理论计算和模型实验验证表明,该技术是可行的,并可在类似工程中推广应用。     

浅谈菲律宾马尼拉港“一字锚”的抛锚方法及体会

一字锚泊的优点是船舶的回旋范围小,适用于狭窄水域、江河、河口港内锚泊;缺点是容易发生锚链绞缠.文章结合笔者在菲律宾马尼拉港的抛锚实践,总结了“一字锚”泊抛锚、防止锚链绞缠的方法和注意事项,对船舶安全锚泊具有一定的参考意义     

Numerical investigation on the hydrodynamic difference between internal and external turret-moored FLNG

Motion responses of the floating liquefied natural gas（FLNG）hull and the mooring loads in a 100-year return environmental condition are predicted with the help of the well known coupled dynamic analysis code DeepC.A ship-shaped turret-moored FLNG moored by 4×3 chain-polyester-chain lines in 1.5 km depth of water is studied.Two types of turrets such as internal and external turrets,resulting from diferent locations of the turrets,are adopted respectively in the numerical simulations.Motion responses of the FLNG hull and forces of the mooring lines obtained from the internal turret case and external turret case are compared with each other.Significant diferences are obtained.Statistic analysis is also used to analyze the comparison results,and efects of the turret location on the FLNG hydrodynamic characteristics are summed up.The conclusion regarding the hydrodynamic diferences between internal and external turret-moored FLNG systems would provide help for design of the FLNG system.     

Research on Dynamic Response Characteristics of 6MW Spar-Type Floating Offshore Wind Turbine

A 6 MW spar-type floating offshore wind turbine(FOWT) model is put forward and a fully coupled aero-hydro-servo-elastic time domain model is established in the fatigue,aerodynamics,structures and turbulence(FAST) code.Influence rules of wind load and wave load on the characteristics of 6 MW spar-type FOWT are investigated.Firstly,validation of the model is carried out and a satisfactory result is obtained.The maximal deviations of rotor thrust and power between simulation results and reference values are 4.54% and-2.74%,respectively.Then the characteristics,including rotor thrust,rotor power,out-of-plane blade deflection,tower base fore-aft bending moment,and mooring line tension,are researched.The results illustrate that the mean value of dynamic response characteristics is mainly controlled by the wind-induced action.For characteristics of tower base fore-aft bending moment and platform pitch motion,the oscillation is dominated by the wave-induced action during all conditions considered.For characteristics of out-of-plane blade tip deflection and mooring line tension,the oscillation is commanded by combination effect of wave and wind loads when the wind speed is lower than the rated wind speed(hereinafter referred to as below rated wind speed) and is controlled by the wave-induced action when the wind speed is higher than the rated wind speed(hereinafter referred to as above rated wind speed).As to the rotor thrust and power,the oscillation is dominated by the wind induced action at below rated wind speed and by the combination action of wind and wave loads at above rated wind speed.The results should be useful to the detailed design and model basin test of the 6 MW spar-type FOWT.