二代稳性衡准纯稳性丧失直接评估方法研究(二)

针对国际海事组织(IMO)正在制定的船舶第二代完整稳性衡准中的纯稳性丧失直接评估衡准,本文提出了纵荡-横荡-横摇-首摇4自由度运动耦合的标准数学模型,进行了纯稳性丧失直接评估.该方法首先基于MMG操纵性标准方法,构建纵荡-横荡-横摇-首摇4自由度运动方程,同时考虑了舵控制方程,其次在纵荡、横荡、横摇、首摇方程右边考虑时域波浪力/力矩,且横摇方程右边进一步考虑了粘性横摇阻尼力矩和波浪中复原力臂变化.最后采用ONR内倾船进行了尾斜浪中纯稳性丧失直接数值计算,为纯稳性丧失直接稳性评估衡准的应用奠定了基础.     

第二代完整稳性衡准直接评估方法研究

国际海事组织(IMO)船舶建造和设计委员会(SDC)4次会议把第二代完整稳性衡准直接评估方法提上议程,本文针对第二代完整稳性衡准的五种稳性失效模式——参数横摇、纯稳性丧失、骑浪/横甩、瘫船稳性和过度加速度,分别给出了直接评估的水动力原则性要求,然后针对这些水动力要求进行了分析,并给出了具体的数学模型.最后结合已有的计算结果对直接评估方法的可行性进行了分析,为二代稳性直接评估软件的开发和应用奠定了基础.     

自升式海洋平台地基稳定性分析

地基稳定性是保证自升式海洋平台作业安全的基本条件。文章结合土力学理论及有限元分析,提出了一套较完整的地基稳定性分析方法,并结合实际探讨了影响地基稳定性的几个关键因素,对平台设计人员及使用者具有一定的参考价值。     

The loss of a jack-up under tow

The events leading up to the capsize and total loss of a jack-up under tow are briefly summarised. The investigation of the causes of this are described in some detail. It involved model tests, finite element analysis, stability calculations, a determination of motions by analysis of newsreel videos taken at the time and close examination of an underwater film taken of the wreckage.

The likely sequence of structural failures leading up to the capsize is established. These are summarised and the lessons learnt from the enquiry highlighted.     

自升式海洋钻井平台固桩架力学性能研究

为了研究SuperM2自升式海洋钻井平台固桩架在预压、作业、暴风自存工况下的力学性能,文中对固桩架采用壳单元,通过建立固桩架、桩腿及支架处的力学模型,确定载荷的分布,并综合考虑了预压、作业、暴风自存各工况下水平载荷与垂直载荷的组合作用以及风载荷与船体夹角的影响,从而研究了固桩架在0°,30°,60°,90°,120°共5个特征角度时的力学特性,并以此为基础论述了船体和桩腿的连接刚度．研究结果表明：当特征角度为30°和90°时,固桩架导向产生最大应力;且在作业及暴风自存工况下,船体和桩腿的连接刚度分别为79．398N／mm和82．445N／mm．     

基于贝叶斯网络法的海底管线海床稳定性风险评估

采用贝叶斯网络法对海底管线的海床稳定性进行风险评估。海底管线的安全性至关重要,管线海床失稳将导致严重后果,如泄露造成爆炸及环境污染等。研究首先根据理论知识建立了管线海床稳定性问题的贝叶斯网络模型,其次根据经验及专家意见对输入和输出变量分级,最后用贝叶斯定理计算输出变量落在每个区间上的概率。结果表明:贝叶斯网络可以表示不同因素间的复杂关系,对复杂系统建模,并组合不同来源的信息,得到可靠的结果,该方法在海底管线的安全性评估方面具有较好的应用前景。     

Dynamic stability in following seas: predictive and experimental approaches

This article presents work based on the development of a performance-based stability assessment method. It describes a numerical method used to determine the survival limit for a dynamic intact stability assessment procedure. The numerical method utilises a time-domain vessel motion program to assess the limit for a range of vertical centres of gravity (KG). The appropriateness of the numerical predictions was examined through comparison with model experiment results. Free-running model tests were conducted in regular following waves at discrete KGs. A comparison between the survival limits determined through the numerical and experimental methods is presented. The current International Maritime Organisation (IMO) stability criteria are also evaluated against the numerical and experimental dynamic performance-based stability assessment methods.     

一种新型浮式单体结构设计及波浪稳定性试验研究

研究制作了一种抗风浪能力强,移动、拼接灵活、多用途、稳定性较好的新型超大型浮体码头模型。根据相关理论资料确定浮体码头的形状和尺寸,为验证其破浪稳定性,进行了初步模型试验研究。通过模型试验,得到了新型浮式单体结构相对危险的工况。实验结果表明：该种新型浮式单体结构的波浪稳定性要比传统的箱型结构好。     

沉管隧道深水基槽边坡稳定性分析研究

沉管隧道深水基槽边坡的稳定性是决定沉管隧道方案能否可行的关键技术之一。采用单一方法分析沉管隧道深水基槽边坡稳定性有局限性。文章结合港珠澳大桥沉管隧道深水基槽边坡稳定性研究过程,提出通过建立基槽边坡与土体指标关系、边坡稳定性理论计算、实测调研对比分析、类似工程经验借鉴等多种方式进行综合研究,分析和评价深水基槽边坡的稳定性并合理确定深水基槽开挖边坡坡度。目前正在实施的港珠澳大桥工程采用了研究结论所推荐的自上而下1:7、1:3两级变边坡型式。     

自升式平台改造的强度分析

文章以一座自升式平台的改造为例,运用DNV/SESAM专用程序系统,建立与改装后结构相当的有限元计算模型;计算各组合工况下平台结构的应力和变形情况,对平台结构强度进行分析和评估。     

深水防波堤软土地基离心模型试验

某深水防波堤工程水深18~30 m,软土层厚度超过30 m。为检验部分开挖换填抛石斜坡堤设计方案的地基稳定性和地基沉降,进行了防波堤软土地基离心模型试验。试验得到地基圆弧滑动抗力分项系数为1.19,与按规范验算的稳定性结果较一致;施工期地基沉降量约为总沉降量的50%,试验数值似偏小。试验验证了设计方案的可行性。     

钢质平台海上测风塔基础结构强度及稳定性分析

针对渤海海域拟建的钢质平台海上测风塔基础结构及该海域环境荷载建立数值计算模型,对测风塔基础的整体稳定性及强度进行分析计算.重点分析撑杆直径大小对测风塔整体稳定性及焊缝应力产生的影响;对比分析两种不同型式的柱脚,详细分析其优缺点,并采用ansys有限元软件对其进行强度分析.     

土坡设计中的风险分析

在传统的土坡稳定分析中引入概率统计手段,形成土坡稳定的风险分析方法,从而达到控制土坡设计中的风险程度的目的。     

耙吸挖泥船DR68完整稳性及破舱稳性研究

DR68规范对挖泥船完整稳性、破舱稳性的要求与CCS规范具有较大差别,因此对泥舱设置、船体设计也提出不同的要求。文章通过对入级BV及CCS的耙吸挖泥船项目进行对比,简述了该船型稳性计算在满足DR68时需要注意的一些问题。     

基于船模水池试验的船舶顺浪纯稳性损失计算扩展模式

船舶顺浪航行的纯稳性损失研究,已成为国际航海界和国际海事组织(IMO)关注的课题之一.在Ю.И.涅查耶夫根据28艘渔船和运输船船模水池试验的船舶顺浪纯稳性损失计算方法的基础上,提出了扩展模式,扩大了其适用范围,并给出了大长宽比(船长/船宽)舰艇纯稳性损失的算例,同时实现了该扩展模式的程序化,生成了实用化的软件.最后通过与CFD试验方法和一般理论计算法所得结果的对比,验证了该扩展模式计算结果的可信度.     

软土地基上斜坡式防波堤断面稳定性的物理模型试验研究

坐落于软土地基上的斜坡式防波堤结构会产生较大的地基沉降,通过物理模型试验研究在软土地基上地基沉降量较大的情况下,斜坡式防波堤堤身和护面块体的稳定性.试验结果表明,较大的地基沉降量对斜坡堤堤身和护面块体稳定的影响有限.     

A study of jack-up leg drag coefficients

The accurate prediction of drag coefficients for truss-type jack-up legs is an important part of a unit's design. Over the past 14 years, a series of windtunnel tests have been conducted on both square and triangular cross-section leg configurations. A calculation method which closely fits the model test data has also been adopted. A previous paper described the early testing and the MMEC calculation method for square legs. Since then, testing and research have continued on both square and triangular leg designs. This paper describes the more recent testing performed on square legs, and it details the testing and the MMEC method for triangular legs. In addition, the effects of cornerpost design and surface roughness are discussed. Several example calculations are provided in Appendices.     

STEM波作用下斜坡式结构护面块体稳定性的物理模型研究

文章通过对规范公式、断面物理模型及三维物理模型试验结果的对比,对STEM波作用下护面块体的稳定性进行验证,分析失稳原因,提出加强稳定性的措施。通过不同手段得到结果的对比,三维模型试验对表现复杂波浪对结构物的影响效果较好,得到的结果远大于公式计算和断面模型试验结果,可以有效保证工程安全。     

矿砂船船体强度与稳定性分析

对矿砂船船体主要结构进行有限元分析,得出在舱段内货物压力、舷外水压力、波浪压力作用下船体主要结构的结构响应,计算和分析结果表明船体主要结构满足强度与稳定性要求。     

大直径钢圆筒结构稳定性离心模型试验研究

大直径钢圆筒结构是近年来兴起的一种新型水工结构形式,具有结构简单、施工速度快、结构受力条件好、造价低等优点,能够适应水深浪大的恶劣环境,在软土地区具有广阔的应用前景。在钢圆筒施工过程中,其在风浪荷载下的稳定性是工程关注的主要问题。以东海某码头工程钢圆筒护岸为研究对象,通过土工离心模型试验,研究钢圆筒结构的破坏模式和稳定性,并对位移、筒壁土压力、筒身应变等进行分析。结果表明：软土地基上钢圆筒结构在水平荷载作用下的失稳破坏模式主要表现为倾斜失稳,而不是整体平移;钢圆筒失稳破坏时的极限荷载约为其所受水平荷载的2倍;在水平荷载作用下,陆侧筒壁土压力逐渐升高,海侧筒壁土压力逐渐降低,陆侧筒壁土压力明显大于海侧;筒身应变随深度的增加而增大,钢圆筒底部的筒身应力明显大于上部。