半潜式平台稳性研究

海洋资源勘探不断向深海发展，适合深海作业的半潜式平台成为研究热点，而稳性校核多是针对自升式平台，少有对半潜式平台的稳性研究。考虑到柱稳式平台与自升式平台稳性恒准的差异，本文针对半潜式平台，用Moses软件计算半潜式平台稳性，具体做法为对某一半潜式平台进行数字化建模，之后通过改变横摇角得到平台的风倾力矩和复原力矩曲线，从而对平台的完整稳性、碰撞破损稳性以及单舱进水剩余稳性进行分析校核。得出结论如下：1）该平台在油田拖航下最危险的情况为艏摇角60°时，在其它工况下最危险的情况为艏摇角30°时；2）半潜式平台吃水的增大不利于平台的完整稳性；3）在油田拖航工况下，舱室的组合碰撞破损对平台稳性影响最小；4）对于碰撞破损稳性来说，半潜式平台的稳性程度不一定随着吃水增加而降低，具体情况要根据在不同吃水下不同的舱室组合来判断；5）平台在作业工况、远洋拖航工况和油田拖航工况下最危险的进水舱室分别为WB01P、FWD4P和AFT3P；6）平台的吃水增加不利于平台单舱进水后的剩余稳性。希望本文提出的方法可为其他半潜式平台的稳性分析提供参考。     

无断级滑行艇的设计（2）

( 接 上 期 )4　　滑行面扭曲和斜升角变化对性能的影响 滑行面扭曲对艇性能的影响可由二次大战时的Elco型和Higgins型鱼雷快艇的阻力对比来说明。图2表明Elco型的斜升角从艉板处的 7°上升到舯部处的 18°。从而得出滑行面的扭曲为 11°。Higgins 型的斜升角从艉板处的2°上升到舯部处的21°,从而得出滑行面的扭曲为 19°,或粗略地说是　Elco　型扭曲的二倍。该 于斜升角的变化较为复杂,所以不 Δ的增量是与纵倾角正切的增量相同两设计的平均滑行斜升角(舯部斜升 可能单纯性地评价斜升角变化对阻力 …     

三体船随浪中的完整稳性研究

随浪航行波峰位于船中时,容易引起单体船稳性的丧失,但是此结论对三体船是否适用尚待进一步研究。以一条三体船型为例,研究了三体船型在波浪中的完整稳性。对侧体不同位置的多种方案进行了计算。结果表明:当侧体纵向位置位于船舯、船尾和舯前(侧体横向位置较大)时,波浪中的初稳性较静水中反而有所增加,波浪中的大倾角稳性的最大复原力臂也比静水中有所增加,稳性消失角有所减小;当侧体纵向位置位于舯前(侧体的横向位置较小)时,波浪中的初稳性较静水中有所下降,波浪中大倾角稳性的最大复原力臂与静水中比较明显下降。     

提高摩托快艇航行横稳性的试验研究

为研究摩托快艇(ZF-1)高速横倾问题而进行的模型试验表明，附加防溅条(舭板)后动稳性有大幅度提高，其动稳性和阻力性能均优于底部横向斜升角β比它小的改型模ZF-2。因此，若初稳性高ho不能增加，采用附加防溅条(舭板)能有效解决高速横倾问题。试验还表明，重心前移或尾部加楔形板，虽然阻力能降低，但均使其动稳性恶化，故不可取。而重心高度Zg下移对动稳性影响极小，但对增加初稳性高ho有好处。另外，高速横倾问题还与初稳性高ho以及静浮水线以上艇的外形有关。故为增加ho，建议ZF-1后续艇采纳内置式附加舭板方案，并尽量压缩艇的受风面积。     

稳性横交曲线

通常决定船型之静力及动力稳性曲线方法,或包含许金计算表格,使无论计算与校对,都很烦琐,或应用贵重精细仪器,但很多工厂和企业,未必具备。本文之面积仪方法,仅需面积仪及简单计算,且在工作过程中,可随时进行校对。欲计算一船在任一排水量任一倾斜角时之静力及动力稳性,需知下列三者:     

规则波浪中舰船纯稳性丧失计算研究北大核心CSCD

[目的]波浪中纯稳性丧失是第二代舰船完整稳性中稳性薄弱性的衡准之一。针对波浪中大倾斜角稳性计算发散问题,[方法]以静水面坐标系为基准,定义了广义纵倾角和广义吃水变量,推导出物理含义清晰的波面方程。在Froude-Krylov假定条件下,结合AutoCAD二维图形面域计算技术和VBA编程方法,提出了规则波浪中舰船纯稳性丧失的计算方法。针对一艘具有阶梯式甲板的舰船,计算了规则波浪中舰船复原力臂曲线,证明大横倾状态具有一致收敛性。[结果]计算得到了规则波浪中稳性变化规律:纵向波浪中,波面高于甲板或低于船底导致有效水线面消失是稳性降低的主要原因;斜浪和正横浪中,波面相对船体横剖面倾斜引起的不对称性,是稳性大幅度降低的主要原因。[结论]计算收敛一致性表明,基于广义纵倾角定义的计算方法可成为评估舰船波浪中纯稳性丧失的有效手段。     

规则波浪中舰船纯稳性丧失计算研究

[目的]波浪中纯稳性丧失是第二代舰船完整稳性中稳性薄弱性的衡准之一。针对波浪中大倾斜角稳性计算发散问题,[方法]以静水面坐标系为基准,定义了广义纵倾角和广义吃水变量,推导出物理含义清晰的波面方程。在Froude-Krylov假定条件下,结合AutoCAD二维图形面域计算技术和VBA编程方法,提出了规则波浪中舰船纯稳性丧失的计算方法。针对一艘具有阶梯式甲板的舰船,计算了规则波浪中舰船复原力臂曲线,证明大横倾状态具有一致收敛性。[结果]计算得到了规则波浪中稳性变化规律:纵向波浪中,波面高于甲板或低于船底导致有效水线面消失是稳性降低的主要原因;斜浪和正横浪中,波面相对船体横剖面倾斜引起的不对称性,是稳性大幅度降低的主要原因。[结论]计算收敛一致性表明,基于广义纵倾角定义的计算方法可成为评估舰船波浪中纯稳性丧失的有效手段。     

计算不可压缩流体中大冲角小展弦比矩形平板机翼空气动力性能的一个简单方法

本文系对不可压缩流体中大冲角小展弦比矩形平板机翼提出—个简单的非线性理论。平板系用有限条沿弦向分布的和强度不同的马蹄形渦线来代替。这些渦线的自由部分相对于平板成θ角。问题的求解,系用迭代法。作为第一次近似,将θ角取为冲角的一半,算出渦线强度的第一次近似值。然后在平板两侧缘处运用赫尔姆霍斯(Helmholtz)的渦旋原理,算出θ角的第二次近似值,从而得到渦线强度的第二次近似值,如此继续下去直至第m次近似,最后利用渦线强度的第m次近似值求出平板的举力系数、俯仰力矩系数和诱导阻力系数。作为例子,对展弦比为0.2,0.5,1.0与冲角为5°,10°,15°,20°,25°的平板进行了计算,并与实验结果和现有其它理论进行了比较,计算结果表明,本理论较现有其它理论给出与实验更为符合的结果;同时本理论较现有其它理论更为简单。     

小型内河船舶稳性校核的简化

我们知道,倾斜试验的目的在于确定船舶空船的重心位置,根据求得的重心位置Z_g,通过运算来校核船舶的稳性。这种方法在内河船舶建造业中,几乎是校核、检验船舶稳性的唯一实践方法。用这种方法校核船舶稳性,必须拥有齐全的船舶性能资料,如型线图、总布置图、静水力曲线及邦戎曲线等,否则很难得到精确的船舶稳性结果。当然对于一些新设计建造的船舶,或拥有齐全性能资料的现有船舶,这是毫不费事的。但     

船舶在规则波中横摇稳性变化理论研究

对规则波中船舶横摇稳性的特点进行了分析和介绍,提出一种比较可靠的研究船舶在规则波中横摇时的复原力臂方法.基于切片理论,利用三个坐标系之间的转化关系,建立任意规则波中重力与浮力平衡及纵倾力矩为零的瞬时静平衡方程,同时提出任意规则波中船体各横剖面左右舷与波面一组或多组交点的求法及各浸水剖面面积的通用计算法,并基于Froude-Krylov假说得到船舶在波浪中的复原力臂.通过对一艘渔政船的各种瞬时状态的计算,得到波浪中船舶的复原力变化特性及影响波浪中复原力变化的重要因素.     

世界海洋的最大水流

被称为南极环极流的南大洋的主要水流是世界海洋的最大水流。已成功查明:南极环极流的水流不是统一的。它分为2条支流——北支流(在35°～40°和45°之间)和南支流(在45°和47°～60°之间)。两条支流的表层流速大致相等,达20至40厘米/秒。介于它们之间的是不同方向的环流和弱流区(速度不超过2厘米/秒)。南极环极流的南支流分有几股小水流。其数量不断变化。北支流的特点也是小水流多。而在整个水流     

高弹性扭转联轴节

图1所示BR100联轴节适用于在同时出现轴向位移、径向位移或角位移时要求具有高阻尼和较大扭转弹性的传动。通过传递额定扭矩时的11°扭转角和冲击载荷条件下的27.5°扭转角可以改善扭转振动并减小振幅。由于这一暂时缓冲,冲击力矩变为无害。因此可在尽可能宽广的扭振范围内选择这种组合元件。     

攻角对半穿甲战斗部侵彻航母双层靶板的效应研究

采用数值仿真方法,建立半穿甲战斗部对航母双层板侵彻效应的数值仿真计算模型,并计算战斗部以6种不同攻角侵彻目标的动态响应过程.结果表明,攻角对战斗部侵彻航母双层靶的能力有显著影响.随着初始攻角增加,战斗部的靶后余速下降,当初始攻角为20°和25°时,战斗部未能穿透航母的吊舱甲板.战斗部撞击吊舱甲板的攻角相对于初始攻角均有所增加,严重影响了战斗部对吊舱甲板的侵彻能力.战斗部对目标的侵彻破坏模式均属于延性扩孔和冲塞破坏模式.战斗部侵彻航母双层靶的过载较大且高过载持续时间长.当攻角大于10°时,战斗部在侵彻第1层靶板时,横向过载比较明显,导致战斗部结构出现不同程度的弯曲变形,这些因素给战斗部的结构完整性、装药稳定性和引信可靠性带来严峻挑战.该研究可用于指导半穿甲战斗部设计及其毁伤效应研究.     

加强内河载客汽车渡船的装载管理

汽车渡船存在着一个明显的特点,就是所载运的车辆配载方式千变万化,每航次都不尽相同,往往容易造成荷重集中船舶一舷的情况;此外,受风面积过大和重心过高也会导致稳性不满足法规要求.现时内河车渡普遍存在不合理装载现象,就是只要载车甲板上有空间,就能继续上车,直至占满整个甲板面为止,而其中装载车辆的外型尺寸、重量根本不予考虑(或只按大型小型车予以分类),这就存在一个严重问题--稳性能否满足要求的问题.     

摆动瓦动压润滑滑动轴承的承载能力因数

用简化方法和有限差分法计算了摆动瓦(包角60°)动压润滑滑动轴承的承载能力,并求出了其承载能力因数线图,该图可直接应用或供参考.     

顶部张紧式立管干涉分析

顶部张紧式立管（TTR）是油气开发必不可少的立管类型。研究了南海1500米水深半潜式干树深水平台TTR的概念设计,使用ORCAFLEX软件建立TTR的干涉分析非线性时域分析模型,基于Huse尾流模型,分析了浪流方向为0°,45°,90°,135°和180°的100年一遇环境载荷下的立管间距。结果表明,浪流方向为0°时立管最小间距小于TTR最大外径之和,发生干涉,其他方向不发生干涉。TTR为阵列式设计的立管群,应当从多方面因素考虑以避免干涉发生的危险,合理安排立管间距、调整TTF等措施可以有效减小干涉发生的可能。     

箱型气浮结构的幅频响应特性分析

基于线性势流理论和动力学相关理论,考虑箱型气浮结构内部气-水交界面处的非线性边界条件,采用谱分析法对结构在波浪作用下的运动响应进行短期预报和统计,与参考文献对比表明,计算结果合理;垂荡运动位于波能集中段而纵摇运动避开了波能集中段;结构的最大纵摇角小于静稳性曲线产生最大恢复力矩的纵摇角。对于此类结构,可通过在设计中采用合理的分舱设计或尺寸优化,以及在施工中绑缚浮筒、改变拖航的速度和航向的方法避开波能集中段。     

5兆瓦级V型浮式风机平台设计及稳性分析

基于静力学原理和规范要求,设计了一种搭载NREL 5 MW风机的V型半潜式平台,计算并验证了其结构完整稳性。结果表明平台设计优良合理,在工作工况和自存工况的各个倾斜轴下均能保证足够的结构稳性。自存工况时平台的最小许用重心高度为12.2 m,而实际重心高度为9.4 m,并未超出许用限值。值得注意的是,30°倾斜轴为平台危险轴,此时稳性相对较差,需要注意平台在此倾斜轴下的横倾运动。     

大攻角划船桨叶的数值模拟

采用非定常非线性涡格法对小展弦比大攻角薄翼的划船运动桨叶进行了定常、非定常运动数值模拟。通过对计算技巧的改进 ,扩展了非定常非线性涡格法的应用范围。对于极小展弦比 (λ=0 .2 )、大攻角 (α=60°)的薄翼的数值计算表明 ,所做的工作是成功的。计算了不同展弦比的平板、圆弧型桨叶的流体动力特性 ,机翼作简谐运动时的流体动力特性 ;计算了目前广泛应用的赛艇“Big Blade”桨叶的流体动力性能以及运动频率对流体动力性能的影响 ,还讨论了攻角、浸水深度等参数对桨叶流体动力性能的影响。     

船载固体散货流态化数值分析

散货船装载的镍矿、铁矿在运输过程中会发生流态化,流态化导致货物流动性增强,从而降低船舶稳性。当船舶在波浪中航行时,货物的移动会产生一个额外的力矩,该力矩有可能导致船舶倾覆。基于离散元方法,对不同含水率的货物进行了静倾斜、休止角的数值模拟,在全尺度计算中给定了颗粒尺寸和时间步长的选取标准,并采用全尺度货舱模型分析了影响货物稳定性的关键参数。该数值分析方法可为固体散货海上运输过程中船舶稳性预测和安全隐患评估提供参考。