超深水钻井船风载荷预报

以某超深水钻井船作为研究对象,应用CFD技术对其作业工况进行基于实尺度的风载荷数值预报,并对1#x302F;140的缩尺后模型展开风洞试验。对比数值计算、风洞试验与API规范计算3种不同方法得到的风载荷计算结果表明,应用数值模拟方法得到的计算结果与风洞试验值吻合较好,而规范计算的结果则过于保守,且相差最大时分别较数值模拟和风洞试验结果高出55.9%和62.9%。     

风,浪,流联合作用下的船舶低速操纵性计算

在大量模型试验的基础上。用船体、浆、舵“组合型”数学模型，对某型船在风、浪、流联合作用下的低速回转、低速航线保持能力进行了预报。     

浪、流作用下大型网箱结构强度的数值模拟

在不同的波浪、海流和海生物附着等环境载荷的作用下,大型网箱的位移、锚泊力及结构应力都会发生变化,而当网箱结构发生海生物附着后,网箱所受的载荷会增大,严重时会危及网箱的结构安全.为此,需要研究浪流作用下大型网箱的水动力响应及结构内力.建立单体水面网格锚碇网箱在浪流作用下的数值模型,分别研究波流、海流和海生物附着等因素对网箱的受力和运动的影响,并分析不同海况下网箱的极限强度.结果 表明,海流流速和海生物附着厚度对网箱的变形、运动和受力有较大的影响,且随着海生物附着厚度的增加,网箱的极限强度也越来越小.     

风,浪,流联合作用下无底半潜平台的性能

本研究对一座３０米作业水深的无底半潜平台在渤海５０年一遇恶劣海况风，浪，流联合作用下的性能完成了大尺度模型的模拟试验。继而将平台封底，在相同的海史下完成限对比试验。试验结果表明：无底半潜平台在风，浪，流联合作用下其性能较常规半潜平台优异。     

波-流联合作用下冰山漂移运动特性研究

为了研究冰山在波-流联合作用下的漂移运动特性，基于计算流体力学，利用有限体积法和重叠网格技术，模拟单个三维刚性浮冰山运动。对网格进行收敛性分析，验证了造波方法的准确性。通过改变波浪周期、流速以及冰山的形状和尺寸，探究了波-流联合作用对冰山漂移运动的影响。计算结果表明，流速与波浪周期对冰山漂移速度的影响明显，流速越大，冰山漂移速度越大。而随着波浪周期增大，冰山漂移速度减小。但当波浪周期增加到一定程度时，便不再影响冰山漂移速度。此外，在冰山尺寸均小于波长的情况下，冰山尺寸对冰山漂移运动影响较小。而在相同工况下，冰山形状对冰山漂移有显著影响，立方体形状冰山的漂移速度最大，圆柱体形状次之，球体形状最小。     

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。     

风载荷作用下的操纵性研究

为研究某水面舰船在一定风载荷作用下的操纵性特点,基于Matlab软件平台和模型试验,构建了静水和考虑风载荷作用下的三自由度MMG操纵性方程,对静水和风载荷作用下的操纵性进行数值预报。通过静水中数值预报结果与试验值的比较,发现仿真值与试验值吻合度较好,从而验证了该方法的可行性。将风载荷作用下的结果与静水中的数值预报结果进行对比分析,结果表明,无因次回转直径、无因次战术直径、速降、无因次横距等回转运动参数都要小于静水中预报值,回转角速度基本与静水预报值一致,无因次纵距要大于静水中的理论预报值;初转周期、超越时间、第一超越角以及第二超越角等Z形运动参数值都要大于静水中预报值,由此可知风载荷对该水面舰船的操纵性相较于静水具有明显的影响,同时该数值预报方法可为工程应用提供借鉴。     

随浪中船舶运动的时域模拟

本文针对船舶在随浪中由于发生参数激振而倾覆的模式提出了一个时域模拟方法,以便为研究与探讨参数激振(包括纯稳性损失)等随浪稳性问题提供一个合理与实用的手段与工具。     

散货船风载荷数值模拟

采用数值模拟的方法对船舶受力中的风载荷进行预报.采用多种湍流模型、壁面处理方式和对应的网格设计方法,分别对灵便型散货船的原始几何模型和简化几何模型进行RANS数值模拟,并将所得结果与试验结果相对比,考察RANS方法对散货船风载荷预报的适用性.结果表明,合理地进行几何简化能在提高计算效率的同时,获得合理的数值预报结果;湍流模型和壁面处理方式对风载荷预报结果的影响非常明显,采用壁函数会导致大攻角下的预报结果偏离试验结果,而SSTk-ω模型的近壁解析计算能获得更加合理的风载荷数据.研究表明,采用适当的网格、湍流模型和壁处理方式的RANS方法能获得合理的船舶风载荷预报结果,对工程应用具有参考价值.     

内转塔式系泊FPSO甲板上浪的时域模拟

采用时域模拟方法,对一内转塔式系泊FPSO的甲板上浪问题进行了计算和分析,给出了甲板上指定点的垂荡运动时历及甲板上浪次数统计值,为内转塔式FPSO的设计提供参考依据.     

风漂移系数对海上溢油扩展漂移影响的数值模拟

利用MIKE21 OS模块建立营口港海域溢油预测模型,模拟预测风漂移系数对油膜扩展漂移的影响规律。结果表明：风漂移系数是海上溢油事故发生之后影响油膜扩展漂移面积和扩展漂移距离的重要因素;当风漂移系数由0.02增大至0.03时,油膜扩展漂移面积和扩展漂移距离均显著增大;当风向与涨落潮流轴线方向基本一致时,风漂移系数增大能促进油膜在横向和纵向上的扩展漂移;当风向与涨落潮流轴线方向基本垂直时,风漂移系数增大主要促进油膜在纵向上的扩展漂移。     

风载荷作用下大型货物吊运的稳定性分析

随着中国杂货运输市场的发展,超重、超高、超长货物的运输越来越普遍,因此这类货物的吊装(卸)和运输的安全性越来越突出.论文以某型岸基克令吊为一典型货物,该货物质量大、受风面积大,而且重心在吊点之上,在并吊的情况下,讨论分析了风载荷作用下货物吊装(卸)的稳定性问题,得出了初步的结论.     

岸边集装箱起重机风载荷数值模拟研究

岸边集装箱起重机抗风性能设计是不可缺少的控制性环节。本文对65t-65m岸边集装箱起重机风洞试验的模型进行了计算流体动力学（CFD）数值模拟。通过计算几个典型的风向角和风速工况下起重机风洞试验模型,得到了丰富的流场及压力场信息,并绘制了速度分布和压力分布图。与风洞试验的数值对比,所得误差较小,说明使用CFD数值模拟的方法计算岸边集装箱起重机风载荷是可行的。     

风载荷作用下滑行艇运动响应的数值预报

本文基于计算流体力学软件FLUENT,编制了耦合求解滑行艇纵向运动预报程序,开展了三维滑行艇模型在风载荷作用下运动响应的数值预报。重点分析了风载荷对滑行艇升沉、纵摇运动和升力、阻力的影响,定量给出了风载荷引起的阻力占总阻力的比重。     

不规则波作用下斜坡堤越浪的数值模拟

基于OpenFOAM建立三维数值波浪水槽生成不规则波,利用体积平均的RANS方程和包含非线性项的渗流方程描述斜坡堤内部的水体流动,通过网格划分工具对斜坡堤外层扭王护面块体进行全尺度精细划分模拟,研究了正向入射不规则波与扭王块体护面斜坡堤的相互作用。模型模拟实验室尺度及原型尺度斜坡堤得到的平均越浪量分别与试验结果及按照重力相似准则换算原型结果吻合较好,所建立的数值模型可以描述实际工况下扭王块体护面斜坡堤的越浪过程。     

波、流联合作用下的推移质输沙率

本文基于Bagnold水流功率原理,考虑到非线性波传播质速度的影响,导出了在波浪单独作用下推移质净输沙率公式,该公式体现了有限水深前进波在沙质床面上波浪掀沙、水流输沙的机理,并得到试验资料的验证.在此基础上进一步推导了波、流联合作用下推移质单宽输沙率公式,并与现有的波流输沙率公式作了比较,计算结果适中.上述公式具有一定理论基础,概念清晰,结构简明,使用方便,可适用于非破碎带输沙计算.