海底电缆铺设回泥面的水动力分析

针对实际电缆铺设工程成本过大及耗时太长的问题,基于理论分析和数值模拟对文昌海底电缆铺设回泥面进行比较分析。通过水动力分析软件Orca Flex建立电缆铺设的数值模型,重点讨论吊缆的吊放长度和施工船舶在不同阶段的航行速度对电缆安全性能的影响,根据电缆的最大有效张力和最小弯曲半径对电缆铺设提出相应的建议,得到的结论对实际工程有一定的参考价值。     

基于ANSYS的深水海底管道铺设受力分析

采用ANSYS11.0研究深水海底管道铺设过程中管道变形及受力。针对海底管道铺设边界的特殊性,提出了边界处理的新方法。根据管道在触地点处所受海底反力为零的假设,利用ANSYS参数化设计语言(APDL)编程迭代,寻找出管道触地点;根据给定的托管架形式,迭代求出管道与托管架的分离点。利用pipe59单元模拟管道的大位移非线性变形,分析了张紧力、水平力、悬跨段弯矩、悬跨段长度及管道与托管架的分离角之间的关系,据此工程人员可以根据所要控制的悬跨段弯矩计算所需的张紧力和入水角。最后通过与OFFPIPE专用软件所得结果进行比较,说明方法的可行性与准确性。     

深水平台间海底电缆铺设中的ROV选型

海上油气田群中相邻较近的生产处理平台间一般都铺设有电缆，用于提供电力和通讯，较深水平台间电缆铺设一般采用动力定位船来铺设完成，ROV在铺设过程中提供水下支持。结合两个工程项目实例阐述了深水平台间海底电缆铺设的中所用ROV的类型给项目实施带来的利弊。     

海底电缆铺设的安装条件和敏感性

确定海底电缆安装条件和对相关铺设参数进行评估是海底电缆铺设工程中的重要事项。本文基于悬链线理论和集中质量法,采用简化模型对电缆正常铺设过程进行动态模拟,依据3项作业接受标准,结合算例,明确了电缆海洋环境安装条件的确定方法,并对电缆铺设的关键参数进行了敏感性分析,最后分析得出适合海底电缆正常铺设的环境安装条件以及电缆最大张力/最小张力/最小弯曲半径随波浪、海流、电缆自重和水深变化的特点。     

基于解析法和有限元法的海底电缆温度场分析

海底电缆作为高压电力的输送管缆,在运行期间会产生大量的热,海缆的温度场分析需重点关注。本文以海底交联聚乙烯(XLPE)三芯海缆为例,介绍了计算温度场和载流量的方法。基于IEC60287标准建立热路模型,推导了三芯海缆导体和外表面的温度差和载流量计算公式。利用COMSOL Multiphysics软件建立二维海缆模型。模拟温度场分布并与解析计算结果进行对比,结果表明导体温度在两种情况下计算的误差在1%内,且随着载流的增大,导体温度增加的幅度逐渐增大;而载流量在两种情况下计算的误差在1.5%左右,但随着环境温度的增大,载流量降低的幅度基本不变。     

海底放流管铺设安装工程施工技术探讨

以旅顺海下放流管安装工程为例，介绍了深海管道安装设备和施工方法，为类似工程的施工积累了经验。     

FPSO动态海底电缆保护外皮破损结构强度分析

某动态海底电缆在年度检查时发现电缆锁夹上方电缆保护外皮脱落、露出铠装的情况,影响安全生产。采用OrcaFlex软件建立分析模型,结合浮式生产储卸油装置（Floating Production Storage and Offloading,FPSO）的不同运行工况,对海底电缆的结构状态进行结构强度分析和疲劳分析。经计算,台风条件下的FPSO偏移量是影响海底电缆结构强度的重要因素。因海底电缆保护外皮破损位置的载荷较低,结构强度和疲劳寿命满足要求。根据相关文献计算铠装层的腐蚀速率,海底电缆强度满足要求。     

陆丰7-2海底管道铺设敏感性分析

海底管道铺设过程的敏感性分析是海底管道安装设计的重要内容,通过海底管道铺设敏感性分析可以明确铺管作业的操作参数,为海上铺管作业提供支持,并有效识别铺管过程的潜在风险。采用铺管软件OFFPIPE建立海底管道铺设模型,对陆丰7-2海底管道铺设张力、水深和托管架角度等参数敏感性进行了分析,明确了蓝疆号铺管船的铺管作业参数,为安全可靠地铺设海底管道提供了技术支持。     

南海冬季海底管道铺设施工要点

以惠州油田海域百米水深的海底管道铺设为例,分析南海冬季海况对海底管道铺设的影响,并针对3个具体过程提出新的海底管道施工设计方案。在设计前期,通过对统计数据进行比较确认动力定位作业船能有效提升作业的应急反应能力;在设计中期,必须对海底管道铺设过程进行动态分析和疲劳分析,以保证施工质量满足要求,并量化应急预案;在设计后期,为克服现场恶劣的海况,提出一种安全高效的起始锚铺设方案。实际应用证明所提方案的有效性,为今后南海其他类似铺管项目的开展提供参考。     

基于有限元方法的潜艇舵装置结构强度分析

在潜艇舵装置的应力分析中,以往采用解析法进行设计计算,由于引入了过多的简化假设,其结果是近似的.本文从基于有限元的模型出发,分析了舵装置在外来载荷作用下系统应力分布以及发生的形变情况,并提出了合理设计的改进措施.     

基于有限元分析的船舶结构设计

采用Ansys有限元分析平台构建全船模型,通过插值和网格划分2种方法划分模型网格,并在不同载荷情况下,通过3种力学方程模拟和校核船舶模型的抗损程度以及承载强度,分析船舶结构性能,完成船舶模型结构尺寸优化。结果显示：该方法能够获取不同载荷下船舶不同结构部位的应力分布结果,不同载荷下,船舶首部舱段结构和甲板支撑结构发生显著的应力集中现象,最大发生接近8 cm的变形;对船舶结构尺寸优化后,结构的最大应力不超过应力的上限值400 MPa,整体船舶质量也逐渐发生轻量化。     

基于子模型法的柴油机连杆有限元分析方法

采用有限元法对某型发动机连杆进行结构强度分析,阐述了在有限元计算中需要考虑的连杆部件几何模型,载荷边界条件及其处理方法。对于高强度螺栓,分别采用简化模型和精细子模型法进行分析并对比计算结果,结果显示简化模型和子模型法计算得到的螺纹位置应力分布截然不同,精细子模型能更真实地反映连杆螺栓在工作状态下的应力分布情况。最后对连杆进行疲劳强度校核,得到连杆疲劳寿命结果。从结果可以看出,该连杆的疲劳寿命满足永久寿命要求。     

基于标准潜艇模型的潜艇机械噪声影响因素分析

基于Benchmark标准潜艇模型,建立了不同结构形式的Benchmark标准模型的衍生潜艇模型,包括单层壳潜艇模型和双层壳潜艇模型以及无附体结构和有附体结构的潜艇模型。开展理论解析解计算与数值仿真计算比对,得到数值仿真计算的置信度,并开展Benchmark潜艇缩比模型实验室试验,通过试验验证数值仿真计算的可靠性。基于以上研究,针对潜艇机械噪声开展数值计算,计算得到在海洋流场环境中不同结构形式的Benchmark潜艇模型的固有振动特性以及其受到机械设备激励作用下的机械辐射噪声值,并通过对比分析得到了不同激励形式、不同潜艇艇体结构特性对其机械噪声的影响规律。     

基于有限元分析的船舶耐碰撞结构设计

耐碰撞设计是船舶结构设计中的关键部分,船舶发生碰撞会引起结构损伤,严重的还可能导致船只沉没等事故。船舶碰撞过程是一个多学科综合问题,涉及了材料力学、结构动力学等众多知识,同时,碰撞过程也具有非线性特征。因此,船舶耐碰撞结构设计是一项研究的难点。近年来,有限元分析技术在船舶结构设计领域逐渐广泛应用,基于有限元的建模和仿真技术提高了船舶结构设计的水平。本文基于Ansys有限元软件,对船舷侧结构建立有限元模型,并进行数值模拟和仿真分析。     

基于有限元分析的舰船推进轴系抗冲击性能研究

推进轴系是舰船动力系统的重要部件,决定了舰船动力输出的稳定性和可靠性。在舰船日常运行时,会受到水下爆炸、海浪作用力等动态因素的冲击载荷,导致推进轴系产生振动、变形等问题,进而影响舰船的正常运行。因此,研究动态环境下的舰船推进轴系抗冲击性能有重要意义。本文分析了舰船推进轴系工作时受到的扭振和弯曲振动,研究了舰船结构在水下爆炸下的动态响应,并利用有限元分析技术对舰船推进轴系的抗冲击强度进行校核和仿真分析。本研究对提高舰船推进轴系的抗冲击性能有重要的理论指导意义。     

基于有限元分析与MMG建模的POD船舶自抗扰控制研究

POD吊舱船采用了一种新型的船舶推进方式,与传统的船尾螺旋桨动力推进不同,吊舱船在船舶尾部安装了一种具有旋转自由度螺旋桨,可以产生360°回转作用力,可以大大提高船舶的动力特性和操控性能。本文首先采用一种MMG分离建模的方法,建立了POD船舶的动力模型和船舶所受作用力模型,然后在传统的船舶操控系统基础上建立了具有自抗扰功能的POD控制系统,并基于有限元模型对POD船舶的控制性能进行仿真分析。     

Accuracy of nonlinear finite element collapse predictions for submarine pressure hulls with and without artificial corrosion damage

Nonlinear finite element (FE) collapse pressure predictions are compared to experimental results for submarine pressure hull test specimens with and without artificial corrosion and tested to collapse under external hydrostatic pressure. The accuracy of FE models, and their sensitivity to modeling and solution procedures, are investigated by comparing FE simulations of the experiments using two different model generators and three solvers. The standard FE methodology includes the use of quadrilateral shell elements, nonlinear mapping of measured geometric imperfections, and quasi-static incremental analyses including nonlinear material and geometry. The FE models are found to be accurate to approximately 11%, with 95% confidence, regardless of the model generator and solver that is used. Collapse pressure predictions for identical FE models obtained using each of the three solvers agree within 2.8%, indicating that the choice of FE solver does not significantly affect the predicted collapse pressure. The FE predictions are found to be more accurate for corroded than for undamaged models, and neglecting the shell eccentricity that arises due to one-sided shell thinning is found to significantly decrease the resulting accuracy of the FE model.     

基于ANSYS的船闸混凝土非线性仿真分析

以长洲水利枢纽1#船闸上闸首为例,采用有限元软件,对施工期闸首混凝土浇筑模拟计算,考虑水化热、外界气温、浇筑层厚度之间的相互影响,对闸首混凝土温度变化进行分析。并以温度场的计算成果为前提,采用顺序耦合法对闸首结构混凝土的浇筑进行热-结构耦合计算,分析施工期混凝土结构的应力变化情况。通过对计算成果合理性的验证表明,利用有限元法可较好地对船闸结构进行整体稳定、应力、应变等全方位计算,且具有精度高、形象直观等特点,更好的模拟施工条件对船闸裂缝的影响。     

三体船型阻力和运动性能分析

相对于传统船型,三体船型具有更优异的流体动力学特性,因此具有更高的航行速度和更小的航行阻力。目前三体船作为一种特种船舶,在军事领域、科研探测和竞技领域有较多的应用。本文介绍计算流体力学和有限元分析技术的基本理论,建立三体船和航行液体环境的有限元模型,分析有限元模型的网格收敛特性,定义三体船型阻力和运动性能分析所需的边界条件,并在STAR-CCM+软件中完成了三体船型的阻力和运动特性分析。