风浪流联合作用下软钢臂系统的受力研究

海洋的环境载荷复杂和多变,而海洋的环境工况又决定着系泊系统的受力情况,因此海上系泊系统的安全越来越重要。本文针对渤海海域某水上软钢臂单点系泊系统的方案设计,基于大型水动力软件 AQWA,得到目标船舶频域计算下的水动力参数和系泊系统的时域耦合动力分析结果。重点分析在不同的风浪流夹角对系泊系统受力的影响,以此预报最危险工况,为后续有关系泊结构、塔架以及连接处万向节的强度和疲劳校核提供依据。分析结论亦可为同类系泊系统提供参考。     

软钢臂单点系泊LNG-FSRU水动力特性数值研究

采用全耦合时域数值方法,开展软钢臂单点系泊浮式液化天然气储存及再气化装置（Liquefied Natural Gas-Floating Storage and Regasification Unit, LNG-FSRU）水动力特性研究,探讨不同风浪流环境载荷和不同装载状态对水动力特性数值的影响。计算结果表明,环境载荷及装载状态对单点系泊LNG-FSRU运动响应及系泊力的影响显著。研究结果可为LNG-FSRU软钢臂单点系泊系统设计提供参考依据。     

风浪流作用桥塔弹性模型试验研究

随着中国跨海大桥建设的日益发展,桥梁结构在面对台风、大浪、强流等气象和海洋环境作用下的结构受力、位移响应对于大桥的设计与安全十分重要。文章针对跨海大桥桥塔结构,进行了桥塔弹性物理模型试验,对桥塔结构受力和塔顶位移响应进行了测试。试验观测到了当波浪周期与桥塔结构自振周期相同或接近时所发生的共振现象。试验结果还表明,桥塔在风、浪、流共同作用下的结构受力及位移响应大于风、浪、流单独作用结果的线性叠加。     

全回转起重船风浪流中系泊运动性能预报

针对一艘全回转起重船在渤海湾区域风浪流中系泊作业的安全要求,考虑到首吊900t和侧吊400t作业时特殊性,建立了模型试验方法,并基于卡明斯六自由度运动方程建立了预报方法,对该船首吊900t和侧吊400t风浪流中系泊运动性能进行了预报,结果对比表明理论预报与模型试验结果吻合较好,验证了理论预报方法的实用价值。同时基于模型试验和理论预报的结果,对该船在渤海湾区域作业提出了建议,可为该船安全作业提供指导和参考。     

风浪流作用下的沙波运移

本文考虑了风浪流联合作用下从大陆架到岸边的海底沙波运移.计算了准二维流场下的推移质泥沙输移,讨论了在不同风速下整个流场,以及剪应力大小及方向的变化对泥沙输移的影响,分析了Fr数和砂粒粒径对泥沙通量的影响.本文为进一步研究实际海域内沙波的运移给出了可行的理论模型.     

水下软刚臂单点系泊研究

针对渤海浅水边际油田开采工程,提出一种可调节系泊臂铰接点高度的水下软刚臂(YOKE)单点系泊方案,无水上系泊塔,将军柱在水下,可根据作业水深调节系泊臂与船艏系泊支架的铰接点,能反复利用。水动力分析、数值计算和模型试验结果显示:数值计算和模型试验数据接近,系泊力和纵荡的误差在合理范围内,表明系泊方案计算合理。     

风浪流联合作用下船舶码头系泊的时域分析

针对大型船舶结构,提出一种码头系泊方案,并基于三维势流理论,建立了船舶码头系泊耦合运动响应分析方法。以一型散货船为例,分析风、浪、流载荷联合作用下,首尾缆采用不同材料对船舶运动响应和系泊缆张力的影响。数值计算结果表明：本文提出的码头系泊方案效果良好,首尾缆材质形式不同对船舶时域响应影响较大,其中首尾缆采用3根高分子缆绳系泊形式时域响应最好。     

单点系泊船舶在风浪流联合作用下的平衡位置和受力计算

研究了风浪流联合作用下单点系泊船舶的平衡位置和受力问题。以Newman公式计算波浪漂移力为基础,提出了不同方向的风、浪、流联合作用时,单点系泊船所受到的横向力、纵向力和回转力矩的计算方法。并计算了风浪同向时,不同风流夹角组合对应的船舶平衡位置的确定方法。为系泊装置的选择提供了理论计算依据。最后通过算例验证了本方法的合理性和实用性。     

风浪流共同作用下的多浮体系泊性能试验研究

随着近年来深海及海洋资源开发,其装备需求也持续快速增长,相继出现大量新型构型海上系泊结构,相应的海上运输作业中出现了更多的多浮体系统。因此,对于浮体运动响应与受力等研究已成为设计所关注的重要问题。文章主要针对一种多船构成的海上多浮体过驳平台进行系泊特性物理模型试验研究,基于各船体的水动力因素以及浮体间相互作用的机理,试验得到在风浪流作用下整个系统绕单锚泊点漂移量,以及在相同环境条件作用下,各浮体的运动量与相对位移,同时对系泊浮体间的系泊缆力变化进行了测试。该试验为验证与分析这一类多浮体过驳结构的水动力性能和结构荷载提供依据,具有一定的工程实践意义。     

大型LNG船舶在风浪流共同作用下的系泊试验研究

为满足山东LNG项目接收站码头工程设计和码头使用指南制定依据的需要,进行了LNG船模物理模型试验以测定船舶在风、浪、流联合作用下、不同工况组合条件下船舶运动量最大值、最大缆绳拉力、以及船舶对护舷撞击能量和撞击力,同时试验针对26.6万m3船型分别在370 m和390 m两种泊位长度进行了对比论证,并对两种系缆方式(3322和4222)进行了对比试验。结果表明,系泊条件随着泊位长度缩短有改善趋势,运动量平均减少约10%,系缆力减幅约4%¹1%,撞击力改变不明显。试验条件下各运动量均能够满足PIANC推荐值,系缆力除波周期在10 s和12 s时个别组次有超标外均能满足缆绳设计要求,其中系缆方式3322比4222要略好一些。各船型对护舷的撞击力和撞击能量均小于所选护舷的设计标准值,均满足设计要求。     

风浪流作用下单船艏艉锚泊允许波高的试验研究

研究风浪、浪流和风浪流联合作用对275HP拖网渔船单船艏艉双锚锚泊时锚泊力和运动量的影响。试验结果表明,风浪作用下的锚泊力和横摇角度均大于纯浪作用的情况;流速小于1.0 m/s时浪流作用下的锚泊力大于纯浪作用的情况,而横摇角度则略小于纯浪作用的结果;风浪流联合作用下的艏艉拉力均大于风浪或浪流作用下的拉力值。由于渔船艏艉受风和受流面积的区别,导致艏拉力时流的影响较大,而艉拉力时则风的影响较大。由于流作用时渔船具有的初始横摇角度对其运动具有抑制,从而风浪流联合作用时的横摇角度要略低于风浪作用下的角度值。在本次试验范围内,当港内同时有10级左右风和小于1.0 m/s流速的流共同作用时,建议允许有效波高取0.6 m比较合适。     

浮式海上风力机运动性能和锚泊系统(英文)

The development of offshore wind farms was originally carried out in shallow water areas with fixed(seabed mounted) structures.However,countries with limited shallow water areas require innovative floating platforms to deploy wind turbines offshore in order to harness wind energy to generate electricity in deep seas.The performances of motion and mooring system dynamics are vital to designing a cost effective and durable floating platform.This paper describes a numerical model to simulate dynamic behavior of a new semi-submersible type floating offshore wind turbine(FOWT) system.The wind turbine was modeled as a wind block with a certain thrust coefficient,and the hydrodynamics and mooring system dynamics of the platform were calculated by SESAM software.The effect of change in environmental conditions on the dynamic response of the system under wave and wind loading was examined.The results indicate that the semi-submersible concept has excellent performance and SESAM could be an effective tool for floating wind turbine design and analysis.     

Response-based extreme value analysis of moored offshore structures due to wave, wind, and current

Floating moored offshore structures have a significant future in offshore operations as an attractive economic alternative to fixed structures in deep waters and/or in areas where there is no existing infrastructure. This paper describes an analysis procedure based on the structure variable approach to estimate load and response values of a moored offshore platform at a given return period by taking into account the joint occurrence of wave, wind, and current. The results show that the most severe mooring loads may not occur when wind, wave, and current are collinear and are at their maximum design values, i.e., the 50- or 100-year case. It is recommended that the extreme mooring design loads for moored offshore systems should be determined through a range of physical or numerical simulations where wave, wind, and current are noncollinear and act with less severe magnitudes than the 50- or 100-year case. This recommendation has also been adopted in the ITTC/Ocean Engineering Committee recommendations to the ITTC Conference held in September 1996.     

极限海况下单点系泊系统缆索动张力研究

在动力学分析的基础上,运用国外大型商用软件Orca Flex对单点系泊系统进行建模。通过改变风浪流的参数,对单点系泊船体在风浪流作用下的鱼尾状摆动现象以及缆索张力的变化情况进行特性分析,验证黄国樑等人的试验,对实际生产有一定的指导作用。     

半潜型浮式风机运动特征及系泊系统的研究

近年来海上浮式风机的研究备受关注,安全可靠的系泊系统将保证风机在风、浪、流等复杂环境荷载作用下稳定运行,准确合理地描述风机运动将为评估风机发电效率提供支持。以半潜型浮式风机的系泊系统为研究对象,基于经典悬链线理论,采用准静态分析法提出一套系泊系统的设计方法。通过坐标变换,得到风轮真实的俯仰运动用于计算风机的动力效应及评定其发电效率。采用动力法分析了系泊系统锚链的导缆孔位置、预张力大小、锚链间夹角等参数对风机系统发电效率、浮式平台运动性能和系泊锚链张力的影响,得到了浮式平台迎风面俯仰倾角、水平偏移及锚链张力随参数的变化规律,为半潜型浮式风机系泊系统的设计提供了参考。     

Spar型海上浮式风机系泊系统的动力学分析

以美国某可再生能源所的海上5MW风机为模型,综合风机塔柱的特点,利用Orca Flex建立了一种Spar型海上风机简化模型。通过对风机平台的不同风速工况环境载荷的计算,实现了对该风机系泊系统的水动力学分析,对比并分析了不同工况下风机锚泊系统系泊张力的变化。结合改变锚链上不同导缆孔的位置和布置形式,为海上风机浮式基础系泊系统的设计及优化提供依据。     

单点系泊FPSO系泊缆疲劳寿命研究

采用准动态方法对单点系泊FPSO进行系泊分析,并采用T-N曲线和Miner线性疲劳累积损伤理论以及雨流计数方法对系泊系统进行疲劳分析,研究每一根系泊缆不同位置处的疲劳寿命,研究发现每一根系泊缆触地点位置的疲劳寿命最短。