深海采矿船总纵强度设计分析

基于国内对于深海采矿船这一特殊船型还未形成设计规范的现状,为了研究该船型总纵强度问题,首先从结构形式入手,接着分别对校核剖面和计算工况选取进行了研究论述,针对航行工况和在位工况下具有不同的服役功能,采用了规范计算和水动力分析相结合的方法对波浪载荷进行了计算;最后采用三维直接分析技术对全船总纵强度进行了评估,明确了结构设计应重点关注的区域;通过月池区船体梁理论值与实际值的对比,总结出了适用于深海采矿船总纵强度的评估方法,为该船型强度分析和结构设计提供参考。     

基于管道水力提升式采矿系统的深海采矿船总体设计研究

在分析目前国际主流管道水力提升式深海采矿系统的组成和采矿作业工程实际需求的基础上,对深海采矿船(水面支持系统)的主要功能、系统配备和布置特点进行研究。结合工程案例分析,提出商业化深海采矿船总体设计要求和发展趋势。通过研究,为将来商业性、标准化深海采矿船总体设计提供参考。     

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。     

深海采矿船水下设备布放回收工艺

综合考虑复杂的海洋环境和水下设备形式,深入分析深海采矿作业中水下设备布放回收的技术难点和作业效率,开展布放回收系统中的集矿车、中继仓、提升泵和扬矿管等水下设备的配置和布局设计,形成深海采矿船水下设备布放回收工艺。研究结果可为深海采矿船水下设备布放回收系统的设计制造提供参考,为深海采矿船工程应用提供技术支撑。     

深海采矿船存储转运系统关键技术研究

针对深海采矿船存储转运系统设备在远海特殊环境下作业需面对的特殊问题,通过对输送系统设备现状的分析,结合深海采矿船存储转运系统的工作流程,对舱内矿物合理布矿、水密隔舱的安全性、舱型对设备选型的影响等关键技术进行研究,为深海采矿船存储转运系统的研发提供设计基础,并提出了适合未来深海采矿的智能化存储转运系统成套技术的发展展望。     

深海采矿全流向试验设施造流仿真研究

为优化深海采矿试验设施造流区域流速分布,采用计算流体力学软件对试验设施的造流测试区进行了二维模拟。模拟结果显示：7台送水水泵,7台回水水泵的方式,能够在圆形试验设施中央10 m×10 m范围内形成0.25 m/s和0.05 m/s平均流速的测试区,并且两种工况下的湍流强度都可以控制在10%以下。通过研究可得出结论：采用中间流量稍小,两侧逐渐增大的造流方式,可在圆形试验区中央区域形成从0.05 m/s～0.25 m/s范围内的水流速度,均匀度可控制在±10%以内,且湍流度可控。     

深海采矿输送软管受力特性影响因素敏感性分析

研究深海采矿作业过程中矿物输送软管受力特性影响因素的敏感性,能够厘清软管设计过程中各参数的主次关系,减少设计迭代工作量。论文以某深海采矿系统的矿物输送软管为研究对象,建立包括采矿船、输送硬管、中继站、输送软管和采矿车的全系统耦合分析模型,对软管运动响应和受力特性进行时域分析。研究当采矿车按指定路径运动时,软管曲率、等效应力以及采矿车受力大小、角度对流速、流向、浮力块间距、浮力块数量、浮力块位置和矿浆密度等参数的敏感性,为软管构型设计提供参考。     

动力定位深海采矿船作业过程数值分析

深海采矿是一种高科技且高难度的深水、超深水采矿技术,以往的研究成果中对采矿船动力定位过程与立管及设备耦合分析尚不充分.该文采用势流理论分析采矿船水动力性能,采用集中质量法与Morison方程对立管与中继舱进行动力学建模.船舶动力定位系统采用PID控制器结合Kalman滤波进行建模,同时模拟了推力分配单元,充分计及动力定位对耦合运动系统的影响,完成采矿船动力定位过程中的深海采矿系统时域耦合数值分析;计算获得指定海况下的采矿船、中继舱的运动状态,立管的张力以及推进器推力等信息;分析了动态模拟中动力定位的影响.仿真过程对于深海采矿设计分析具有参考价值.     

深海采矿中羽状流颗粒物的动态分析及抑制模拟

基于FLUENT流体分析软件,建立深海采矿车扰动仿真模型。通过模拟不同工况下羽状流颗粒物的流动形式和扩散特征,分析其变化规律。结果显示,矿车履带运动速度和集矿头运动速度越快,其一侧周围形成的羽状流尺寸越大,并均匀包覆该侧运动部件;用于抑制羽状流颗粒物的抽吸口数量越多、抽吸口直径越大、抽吸速度越快,抽吸装置的效果越好。     

深海采矿水下中继站料仓防溢料结构数值计算与试验研究

以深海采矿水下中继站料仓的溢料问题为研究对象,开展了料仓溢料数值计算分析。采用两相流模型计算比较不同防溢料结构的优劣,设计了相对应的料仓溢料试验系统并进行验证。数值计算和试验结果均表明,在料仓入料口处安装筒式阻尼装置对降低溢料量有较好的效果,其研究成果对于类似工程的防溢料结构设计和研究有一定参考价值。     

船用自吸离心泵的设计计算

叙述了确定自吸离心泵主要性能指标和关键结构尺寸的方法,比较了某型船用自吸离心泵与性能参数相同的非自吸离心泵在主要性能指标和关键结构尺寸方面的差异,提出了某些相关的统计推荐公式。     

深海采矿船技术标准的研究与制订

研究和编制了深海采矿船技术标准(船型评估/认可和审图);介绍了该船型的现行规范标准应用,入级符号及附加标志,送审文件,船舶设计基础及环境条件,航行及在位状态下的布放、作业、自存等工况和配套的多种组合装载模式;提出了该类船舶的评估技术标准。作为全球范围内首个专门针对深海采矿船这一新颖船型的评估技术标准,对我国自主开发、设计、建造深海采矿船具有重要指导意义。     

深海采矿双波浪补偿系统自适应跟踪控制

为满足深海采矿过程中管道的快速自动对接要求,设计了一种能够同时进行布放回收和升沉补偿的双波浪液压补偿系统.基于波波夫超稳定理论,设计了上波浪补偿的自适应跟踪控制律.仿真实验结果表明,上波浪补偿系统能够在自适应跟踪控制律作用下,迅速跟踪下波浪补偿系统的升沉运动,其跟踪精度能够满足同步对接要求.     

深海载人潜水器载体框架结构设计与强度分析

载体框架是用于安装固定载人舱、蓄电池、可弃压载、可调压载水舱、高压气罐和浮力块等深海载人潜水器设备的空间桁架结构,也是深海载人潜水器布放、回收和甲板系固的主要承力结构。因此,载体框架的设计应便于设备、仪器、浮力块和轻外壳的安装、拆卸与维护;并有足够的强度和刚度,以保证载人潜水器的布放和回收,以及在母船甲板上系固。在上述条件下,还应使其重量尽可能小。总结和介绍了我国正在建造的深海载人潜水器载体框架的材料选择、计算工况及设计载荷与许用应力的确定、结构型式的确定、构件的连接方式、节点的优化处理,以及结构强度的分析方法,给出了载体框架在单点回收和甲板系固两种工况下的强度分析结果,为今后研制同类型产品提供参考。     

船用离心泵减振改进数值模拟分析研究

根据某型船用离心泵存在的振动较大问题,通过对设备振动测试数据的分析,针对离心泵所具有的特点,并结合工程实践,提出了造成设备振动偏大的可能原因.基于CFD性能预报的现代设计方法,对该泵进行了降低振动的改型设计.其改进方案的CFD性能预报结果表明,泵内流动的不稳定性得到了明显改善.     

柱式桥墩台盖梁的深梁计算与设计

柱式桥墩是公路桥梁设计中普遍采用的结构形式,由于桥梁跨径、斜度、桥宽的变化,很难完全套用现行标准图和通用图,尤其是盖梁标准化程度底,往往需要设计者对盖粱进行内力分析与设计,《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》仅对钢筋混凝土盖梁跨高比L／h〉5和2〈L／h≤5的情况进行了抗弯、抗剪承载力规定,而跨高比L／h≤2即盖梁作为深梁的承载力未作规定。文中参照建筑部门规范,论述了盖梁作为深梁时的承载力计算方法和步骤,以及设计的构造要求,并列举了计算实例。     

规范法深水风浪要素计算图的修正

在缺少海洋水文观测资料的情况下,利用风浪要素计算图确定风浪尺度是工程人员推算设计波浪的简便方法。本文根据《海港水文规范》中推荐的方法和基本公式,绘制了深水风浪要素计算图,对现行规范中的计算图进行了修正。     

深海载人平台观察系统研究与设计

介绍水下摄像与照明装备以及观察窗的技术现状,围绕深海载人平台观察系统开展设计,阐述深海载人平台高清摄像与水下照明系统的布置及体系架构,给出深海载人平台观察窗的类型和材质,分析深海载人平台观察窗的照明条件和厚度,为深海载人平台观察系统的设计提供参考。     

临海复杂地质条件下深基坑围护设计和施工技术

通过对地下室深基坑围护的设计方案论证,采用旋喷止水帷幕结合自然放坡和明沟排水的方案成功解决了临海复杂地质条件下深基坑围护施工的问题。