大型沉井浮运阻力研究

利用计算流体软件FLUENT对大型圆形铜沉井浮运时受到的水阻力进行数值计算，得到了不同流速不同吃水工况下沉井外壁和沉井总体的水流力；并将FLUENT计算结果与经验公式估算结果比较分析，验证了经验公式中只规定外壁为挡水面积是不合理的。在实际浮运中沉井内壁也受到了较大的水流力，并且不可忽略。依据FLUENT数值结果对经验公式进行修正，修正后的公式考虑了内壁受到的水流力，可更准确地估算大型圆形沉井浮运时的水流力。此修正经验公式可为工程实际提供参考。     

沉管管节浮运过程中波浪附加阻力的水动力学分析

波浪引起的附加阻力是管节海上浮运过程中总阻力的重要组成.采用基于势流理论的水动力学软件AQWA计算了管节浮运过程中的波浪附加阻力.通过建立管节及附属结构的三维有限元模型,确定管节的几何、物理性质,建立湿表面模型进行水动力学分析.对影响附加阻力的各因素,包括水深、航速、波浪谱及波浪要素等,进行了参数敏感性分析.计算结果表明,采用P-M谱的计算值较采用JONSWAP谱有所不同,附加阻力随水深增加而减小,阻力值与波浪周期及波浪入射角均有一定的关系,与波浪高度的平方成正比,且与拖航速度成正比.     

沉管管节浮运过程中波浪附加阻力的水动力学分析

波浪引起的附加阻力是管节海上浮运过程中总阻力的重要组成。采用基于势流理论的水动力学软件AQWA计算了管节浮运过程中的波浪附加阻力。通过建立管节及附属结构的三维有限元模型,确定管节的几何、物理性质,建立湿表 面模型进行水动力学分析。对影响附加阻力的各因素,包括水深、航速、波浪谱及波浪要素等,进行了参数敏感性分析。计算结果表明,采用P-M谱的计算值较采用JONSWAP谱有所不同,附加阻力随水深增加而减小,阻力值与波浪周期及波浪入射角均有一定的关系,与波浪高度的平方成正比,且与拖航速度成正比。     

超大型水中沉井下沉阻力研究

超大型水中沉井下沉期间存在难沉、倾斜、翻砂突沉等一系列问题.为实现沉井可控、高效下沉,准确计算下沉阻力是关键.然而,土层的极限侧摩阻力和地基极限承载力的取值往往依赖于经验,缺乏理论支撑.文中利用有限元极限分析方法和理论公式分别对沉井地基极限承载力、极限侧摩阻力进行计算,并与CPTU静力触探结果进行对比分析.结果表明:有...     

大直径薄壁圆筒的外海浮运技术

以北海市涠洲岛码头工程大直径薄壁圆筒的外海浮运为例,介绍大圆筒浮运施工从理论计算、可行性分析、方案实施的全过程,针对工程所处海域自然环境的特殊性以及远离大陆进行拖运施工的特点所采用的具体作法,为今后类似工程提供借鉴与参考。     

海上风电三筒导管架基础浮运特性研究

三筒导管架基础结构本身可提供一定的浮力,可浮运至指定施工地点,在浮运过程中受吃水深度、波浪等因素的影响较为复杂,因此有必要对此展开深入的研究.该文通过模型试验对三筒导管架基础在不同吃水深度下浮运的运动特性进行了研究并运用数值模拟补充分析了波流耦合作用对基础浮运特性的影响.研究结果表明吃水深度的增加会提高拖航稳性但是会增...     

泉州港肖厝码头沉箱浮运安装工艺

结合福建泉州港肖厝港区码头工程实例,介绍应用半潜驳进行码头沉箱浮运安装的施工工艺。     

基于CFD方法的舰船纵倾组合浮态阻力计算的研究

随着舰船大型化和快速化的发展,舰船易发生横倾和纵倾等浮态变化。如何准确地预报舰船的阻力状况是设计船体时的重要步骤。针对此问题,本文主要采用计算流体动力学的方法估计舰船阻力。本文在介绍CFD技术原理的基础上,研究了CFD主要技术思路和详细计算流程。对船体在航行过程中所受阻力进行归纳分类,推导流体动力学控制方程式,研究应用广泛的湍流模型。最后,进行船模试验,验证CFD模拟计算结果。试验结果表明,CFD计算结果较为精确,具有实际应用价值。     

海上风电大直径单桩浮运施工技术

大直径单桩是目前海上风电场的主要基础形式,其运输主要是通过驳船进行.依托江苏如东H14号海上风电项目,开展的大直径单桩浮运施工技术研究,并成功应用,减少了施工船机配置,降低了成本,具有较好的应用推广价值.     

浮运围堰下沉过程中紊流宽度试验研究

通过局部动床概化水槽试验,采用MicroADV流速仪测量瞬时流速,得到浮运围堰下沉过程中围堰侧面纵向、横向和垂向紊动强度的分布情况。分析浮运围堰入水深度、行进流速、行进水深对紊流宽度的影响。结果表明:在试验条件下,浮运围堰入水深度对紊流宽度影响较大;行进流速、行进水深对紊流宽度影响较小。在试验范围内,围堰单独作用时水流相对紊流影响宽度D/B随围堰相对入水深度H c/H0的增加而增大,基本为线性关系。     

细长细高方形沉箱浮游稳定特性分析

随着堆货荷载增大、船舶大型化以及海域使用要求高透空率,细长细高方形沉箱越来越普遍。但细长沉箱的浮动稳定性较差。为研究细长细高方形沉箱浮游稳定性,采用规则对称沉箱分5组分别变换沉箱的长度、宽度和高度进行对比计算,总结不同外形尺度方沉箱浮游稳定参数特性。结论是：1)细长细高方形沉箱平面尺度越小,其满足浮游稳定所需的相对吃水越大,浮游稳定性越差。2)沉箱总宽度是影响浮游稳定性最主要的参数,总长度对相对吃水的影响远小于总宽度的影响。3)沉箱高度较小时对相对吃水影响较大。随着沉箱高度的增大相对吃水将趋于定值。     

基于CFD的三维船体摩擦阻力预报与验证

利用流体软件FLUENT,对某三维船体的粘性绕流进行数值模拟,得到在不同航速下,在不考虑自由液面情况时船体摩擦阻力系数,通过把计算结果和经验公式相比较,验证了FLUENT用于预报三维船体摩擦阻力的有效性.     

基于Fluent的船体界面阻力分析

基于 Fluent对船体界面阻力进行仿真分析,采用 VOF的方法模拟船体在空气和水两相中的运动情况,获得不同航速下船体摩擦阻力和压差阻力的关系。考虑方型系数对于船体阻力的影响,建立多个方型系数不同的模型来实现Fluent仿真模拟,获得一定傅汝德数下船体方形系数与船体阻力的关系,得到船舶阻力相对优化的船型。该方法通过更加精确的建模可为船体型线减阻提供更多的依据。     

基于FLUENT的多体船阻力研究

基于FLUENT软件对小水线面多体船舶进行了阻力特性研究。首先将计算得到小水线面双体船的粘性阻力与用经验公式估算得到的阻力进行比较,发现两者吻合较好;然后将小水线面双体船、三体船、四体船的阻力及流场分布进行比较,得到多体船的阻力特征;最后将静水中小水线面四体船的数值解与文献中的实验值进行比较,发现应用FLUENT软件计算小水线面四体船的阻力是可行的,验证了用FLUENT软件和相关参数设置计算小水线面多体船型阻力的正确性。     

岩石水力输送的管阻特性和阻力模型修正

岩石破碎后在排泥管线内的运动状态、管阻特性与其他土质有较大区别,岩石输送的阻力损失机理复杂,因而针对岩石输送,目前在疏浚领域内缺乏通用性的计算模型。对固体颗粒运动状态及阻力损失特性、阻力模型基本理论进行论述,对Durand经典阻力模型的特点和适用性进行分析,并基于“天鲲号”在大连大窑湾和俄罗斯某岩石疏浚工程中的输送数据,对Durand模型进行修正计算,得出杜兰德系数KD的修正值。结果表明,管阻计算精度得到较大提高,使得模型的适用范围扩展至粒径100 mm以内的岩石土质。     

超大型沉箱外海溜放与安装

码头的建设规模越来越大,沉箱向超大型发展,沉箱溜放和安装需起重船辅助.以青岛港董家口港区40万t矿石码头为例,介绍6000t超大型沉箱的溜放与安装.该工程的成功实践,为超大型沉箱的移运和安装提供了借鉴.     

大箱形物体在限制水道上的阻力特性分析

采用重叠模方法、忽略自由表面的影响、考虑限制水道边界条件因素,利用CFD商业软件FLUENT通过求解控制大箱形物体在低流速限制水道上的Navier-Stokes方程来分析大箱形物体阻力特性。数值模拟与实验室模型试验结果的比较表明采用所提出的数值计算方法进行大箱形物体在限制水道上的阻力分析可以得出符合实际的合理结果。     

操纵运动船舶的水动力计算研究

以船舶操纵水动力预报为研究背景,通过对商用计算流体力学软件FLUENT的二次开发,采用其动网格技术以及后处理系统,对大型船舶操纵水动力导数进行了数值计算.船体按照斜航、不同舵角、纯横荡和纯首摇等状态做运动,得出随船坐标系下作用于其上的水动力及力矩.通过进行基于最小二乘法的曲线拟合,最终求得船舶操纵水动力导数.计算结果与势流理论计算结果一致,表明了所提出的计算方法适用于复杂船舶运动的水动力导数计算.     

潜器线性水动力系数计算方法研究

采用流体动力计算软件FLUENT,应用标准k-e湍流模型、标准壁面函数法及动网格技术,计算了椭球体和潜器在纯升沉运动和纯俯仰运动中的水动力.通过傅立叶变换和线性假定条件,得到潜器惯性水动力系数和粘性水动力系数.椭球体附加质蹙的计算值与理论值吻合.计算结果表明.纯升沉运动和纯俯仰运动的水动力与运动无因次频率呈现较好的线性关系,间接验证了所提出的计算方法适用于复杂外形潜器的水动力系数计算.