500m^3泥石驳改装的轮机设计

一概述 该船于1988年建造并投入使用，为钢质单甲板、由两个半浮体构成的500m^3非自航对开式泥石驳。由于其非自航的局限性，已不适合营运需要，根据船东的要求，将其改装成机动自航船，我所承担了该船的改装设计任务。为了改善其适航性，船体方面对艏、艉部的线型作了修改，并加大船长，将原船从艉部向后加长2．49m，     

两浮体在波浪中二阶漂移力的三维方法研究

基于三维频域线性理论采用近场方法研究波浪中两浮体之间二阶漂移力（矩）的相互干扰,建立了两船相隔一定间距在波浪中运动的二阶漂移力（矩）的数学模型。经过数学换算,浮体的二阶漂移力（矩）可用人射速度势和扰动分布源简单表示。通过对固结的两船在横浪中的二阶横向漂移力及首摇漂移力矩的计算,得出结论与试验结果作比较,两者吻合度较好。     

基于AQWA的滑翔圆碟的水面漂移特性研究

利用海洋工程水动力分析软件AQWA对一种新型无尾翼滑翔圆碟的水面漂移特性进行研究。在规则波浪条件下,对滑翔圆碟的波浪载荷、附加质量系数、运动响应幅值算子(RAOs)及水面漂移轨迹进行预报。最后,利用Matlab对波浪载荷数据进行拟合,得到在常见波频范围内、不同浪向角作用下,滑翔圆碟波浪载荷的表达式。研究结果表明,在常见波频范围内,滑翔圆碟的RAOs值及水面漂移轨迹较为合理,拥有较稳定的工作性能;拟合得到的波浪载荷表达式拥有较高精度,基本满足实际的工程计算需求,为滑翔圆碟水面漂移特性的研究工作提供一种新思路。     

基于 AQWA的滑翔圆碟的水面漂移特性研究

利用海洋工程水动力分析软件AQWA对一种新型无尾翼滑翔圆碟的水面漂移特性进行研究。在规则波浪条件下,对滑翔圆碟的波浪载荷、附加质量系数、运动响应幅值算子（RAOs）及水面漂移轨迹进行预报。最后,利用Matlab对波浪载荷数据进行拟合,得到在常见波频范围内、不同浪向角作用下,滑翔圆碟波浪载荷的表达式。研究结果表明,在常见波频范围内,滑翔圆碟的RAOs值及水面漂移轨迹较为合理,拥有较稳定的工作性能;拟合得到的波浪载荷表达式拥有较高精度,基本满足实际的工程计算需求,为滑翔圆碟水面漂移特性的研究工作提供一种新思路。     

浮式防波堤的研究

本文研究了在规则波作下锚泊浮堤的运动响应、消波性能、横漂力引起的提体横漂量以及链的受力情况，并预报浮堤在不规则波中的消波性能。理论计算应用了Frank源汇分布法和Grim切片理论，采用丸尾的远场积分法计算二阶漂移力，采用Kim法计算无穷远处的反射波波幅，用传统的悬链线理论对锚泊系统作静力计算。研究目的在于用理论方法预测浮式防波堤的特性并优化防波堤的形状。研究结果已成功地用于三峡水库导航防波堤的设计。     

基于蒙特卡洛法的海上漂移模型研究

海上搜救区域的确定一直是海上搜救的核心内容。以海上漂移人员为研究对象,在综合考虑漂移位置的多重影响因素下,计算海风、海流、风生流等对搜寻目标的偏移,提出了漂移模型,并编写计算机辅助程序进行蒙特卡洛仿真得到其漂移轨迹和最可能的区域。经过实例验证,该模型能够有效提高搜救的准确性和实效性。     

X型系混凝土块软体排模拟技术

X型系混凝土块软体排作为一种航道整治建筑物,因它在长江中下游航道整治中应用时间短,所以其护滩效果、改进措施还没有被深入透彻的研究。为了能更好地应用于航道整治工程中,针对X型系混凝土块软体排排体的模拟技术展开深入研究,解决了X型排排体的几何相似、重力相似、平面布置相似以及变形相似等几个方面的问题,基本实现了X型排排体的实体模拟。     

船用光纤陀螺随机漂移分析与研究

随机漂移是影响船用光纤陀螺精度的主要因素。对随机漂移进行建模并在系统中加以补偿是提高船用光纤陀螺及其导航系统精度的关键。本文对可用于精密仪器随机漂移研究的Allan方差法加以改进,将数字信号处理中加窗函数的方法应用于计算Allan方差,解决了某些频段内由于频混造成的随机漂移表征不唯一的问题。通过对光纤陀螺实测数据进行计算,得出各种随机漂移的系数,实验证明这是对光纤陀螺随机漂移进行研究的有效方法。     

微机械陀螺随机误差补偿研究

为了提高微机械陀螺使用精度,研究了随机漂移误差补偿方法。对静态陀螺输出数据进行预处理,提取出随机漂移数据,采用时序分析方法对其建立AR模型。基于模型设计Kalman滤波器,进行静态和动态仿真。结果表明：静态条件下滤波效果显著;动态条件下,滤波效果变差。针对此问题设计了标量因子时变的自适应Kalman滤波器,试验表明,此算法能够有效降低微机械陀螺的随机漂移。     

舰船惯性导航系统定位精度评定及其圆概率半径

如何评定舰船惯性导航系统的定位精度,各家众说纷纭,我们认为,要确切判定其定位精度,不能不对惯导定位的误差作一科学分析。惯导系统的误差源有:加速度计的零位偏差;陀螺漂移率;陀螺、加速度计、转换装置的标度因子误差;陀螺、加速度计的安装误差;平台的初始姿态和初始位置的误差以及基准测量设备本身的误差等等。其中未经补偿的陀螺漂移率是决定定位误差的主要因素。这是因为由陀螺漂移率所引起的定位误差是随时间积累的,而其它各误差源引起的定位误差都是有界的。虽然惯导系统各误差源综合作用的定位误差是遵循正态分布的,但其亦随时间积累而发散,     

珠江口区域海上溢油动态预测信息系统的开发与应用

为了对《珠江口区域溢油应急计划》提供决策支持,在国内外相关研究成果基础上,针对珠江口海域的特点,研究开发了先进实用的"珠江口区域海上溢油动态预报信息系统",综合了三维潮流模型、三维溢油扩散模型、溢油风化模型、应急反应模型、以及电子海图、地理信息系统(GIS)、数据库等关键技术。该系统可以预测模拟并可视化显示海上溢油的漂移扩散和性质变化过程,同时显示环境敏感区和应急人员设备分布等相关信息。实际溢油应用案例表明,该系统的预报模拟结果与现场实际情况完全相符,能有效地提高海上溢油污染事故的应急决策效率。     

Higher-order boundary element method for the interaction of a floating body with both waves and slow current

A hybrid boundary element method is suggested to solve the problem of the interaction of floating structures with both waves and slow current. A pulsating source and its mirror image referring to the sea bottom are adopted as the Green's function. The velocity potentials are expanded into an eigenfunction expansion in the outer region of the fluid domain while higher order elements are used to discretize the boundary surface surrounding the inner region. The method is validated by comparing calculated results for a circular cylinder with the semi-analytical solutions. The method is then applied to ellipsoids of various breadth and draft to investigate the influence of body shape on the wave drift damping.     

近水面波浪力作用下潜体的非线性运动响应

通过对潜体近水面航行波浪力作用下非线性运动响应进行建模和计算，揭示了由于二阶波浪力民低速时潜艇操纵面舵力之不足，潜体的定深控制可能难于实现，产生逐渐上浮与露出波面的非线性现象。计算结果与自由自航模的试验结果相当吻合。     

软刚臂系泊LNG-FSRU水动力模型试验研究

LNG-FSRU采用软刚臂单点系泊系统定位于特定海域在风、浪、流联合作用下进行作业,其运动非常复杂,必须进行水动力性能研究.本文针对35万立方米超大型LNG-FSRU,采用软刚臂单点系泊系统定位方式,开展了风、浪、流联合作用下水动力模型试验研究.软刚臂系泊系统软中各构件间的连接方式及Yoke重量相似是模型试验的关键,试验对该系泊系统的相似性进行了模拟,并将试验结果与数值计算结果进行了对比分析,结果显示,软刚臂系泊系统刚度曲线呈现非线性,试验结果与数值结果吻合良好,表明试验中对于软刚臂系泊系统的模拟是合理的,反映了LNG-FSRU在风、浪、流联合作用下的运动特性.     

大潮差海域环境系泊船舶漂移分析及对策

针对某集装箱泊位多次出现系泊船舶漂移情况,在现场调研和分析的基础上利用排除法初步确定了主要影响因素。根据现场实测水文、地形等资料,采用船舶系泊水流数学模型和物理模型对该集装箱泊位的水流分布及船舶漂移过程进行了模拟试验。根据试验结果研究了大潮差海域环境下系泊船舶漂移的主要影响因素和机理,并据此提出了有关工程措施和建议。     

施工产生的悬浮泥沙对附近海域水质影响的定量预测分析

为了全面地了解珠海港LNG航道附近海域的潮流分布特征,在查阅有关该海域及其附近海域水文特征的基础上,结合模拟区附近的测流站、验潮站资料以及有关前期工作资料,采用数值模拟方法对工程海区及其附近海域的潮流场状况进行了数值模拟计算,再现了模拟区的潮流运动过程和特征。在海域潮流场进行模拟计算的基础上,对挖泥施工过程产生的悬浮物的扩散浓度场进行预测,以此来分析建设施工期间对附近海域水质的影响。     

舟山港环境动力预报系统研制

以舟山港溢油模拟信息系统的研制为背景,提出了研制舟山港环境动力预报系统的思想。该系统充分利用了国际上先进的数值预报方法,针对舟山海域建立了理想的数学模型,对影响舟山海域的环境要素(海面风、海流等)进行了模拟和预报。该系统融合了GIS技术,具有良好的人机交互界面,并最后将该动力环境预报系统应用于溢油模拟中。经过实例的检验,表明预报的环境要素与实测的吻合较好。     

深海采矿系统模型水池试验方案

深海采矿系统单一模块研究无法准确反应其实际运行特性。搭建深海采矿系统模型水池试验平台,分析深海采矿系统运动力学特性,提出深海采矿系统模型全流程水池试验方案,为深海采矿系统全流程模拟提供技术支撑。     

实际海浪环境中舰船大尺度模型试验研究进展

目前对舰船总体性能的研究主要是依靠数值计算、水池模型试验、实际海浪环境大尺度模型试验以及实船海试等方法,以上各种方法均有一定的适用范围.实际海浪环境中舰船大尺度模型试验技术是采用适当缩尺比的自航船模在自然水域环境中进行的试验,可以研究舰船在开阔海域自由航行状态下的各项航行性能.分析各种舰船总体性能研究方法的优缺点,针对目前舰船总体性能理论与试验研究存在的问题分析开展舰船大尺度模型海上试验研究的必要性,综述国内外大尺度模型试验技术的发展现状,最后针对该试验技术中的关键技术及热点问题进行总结与展望.     

波生近岸流的数学模型研究

在理论上和数值技术上对已有的基于辐射应力理论的波生近岸流数学模型进行了改进,(1)使用考虑非线性作用的多向不规则波联合折射绕射数学模型确定波浪场,以期波场计算更加准确;(2)根据Dally等的研究成果,在波生流运动方程中加入破波切应力作用项,在辐射应力公式中加入了卷破波和波动Stokes漂流(Stokes drift)造成的向岸质量通量项,以期在破碎带内运动方程和辐射应力更为合理;(3)建立了基于两种网格的两套数学模型,即三角形网格有限差分数学模型和矩形网格有限差分数学模型,基于这两种网格的数学模型能满足近岸波生流场的模拟需要。就一模型海区对该文的模型进行了应用。