基于AQWA的旁靠油轮水动力相互作用研究

船舶旁靠系统的水动力响应是一个非常复杂的工程问题,系统中每一个结构的动力响应会受到其他结构的耦合影响。针对两旁靠FPSO和LNG运输船组成的旁靠系泊系统,基于三维势流理论,应用多体水动力学软件AQWA,在考虑两船间水动力相互作用的情况下,计算两旁靠船舶所受到的波浪载荷,并与不考虑两船水动力相互作用的计算结果进行对比分析。结果表明,旁靠系泊系统水动力相互作用是不可忽略的。同时也分析了不同旁靠间距对水动力性能的影响,结果发现旁靠间距只在中高频段时对水动力性能的影响较大。研究结果可为旁靠系统系泊方案的设计和研究提供一定的参考。     

FLNG系统旁靠外输作业时的水动力性能数值研究

对大型浮式液化天然气(FLNG)系统与LNG运输船以旁靠方式进行LNG外输作业时船体的水动力性能开展数值研究。全面考虑了双船体之间的水动力相互干扰,以及船体与系泊系统和连接系统之间的耦合作用。在验证了数值计算模型正确性的基础上,对旁靠外输作业时各典型工况进行数值计算,从而得到在风、浪、流共同作用下FLNG与LNG运输船间的相对运动情况、系泊系统和两船之间连接系统的受力情况,为后续设计提供参考。     

不同系泊模式LNG旁靠超大型FSRU系泊系统设计及水动力性能分析

本文采用规范设计、理论分析和数值仿真相结合的方法,建立LNG船与LNG-FSRU两船旁靠系泊的理论和数值分析模型,对LNG旁靠FSRU码头系泊和软钢臂单点系泊两种典型系泊模式下的转运及卸载作业进行数值分析.同时考虑外部海洋环境风、浪、流组合作用下的综合作业工况,确定FSRU与LNG近距离旁靠作业时系泊设备、缆绳种类、固定式和漂浮式护舷的选型和布置,对LNG、FSRU船的运动特性以及运动过程中缆绳张力和护舷受力开展统计分析,优化系泊系统布置和参数.在系泊系统设计和分析的基础上,根据系泊缆的直径、所受最大张力值,为系泊设备选型提供参考,便于开展码头系泊系统和单点系泊系统布置研究.基于旁靠系泊的设计标准提出LNG-FSRU安全作业的最大允许海况,为LNG-FSRU的运营提供可靠的技术保障.     

旁靠外输作业系泊系统优化分析

对渤海明珠号旁靠外输系统进行数值模拟,采用多项式拟合系泊缆的非线性,通过调整系泊缆和靠球参数并对旁靠系统进行时域计算,对比系泊缆的张力最大值及其均衡性,从而提出针对系泊缆和靠球的优化方法。结果表明:通过合理的调整系泊缆长度、增大系泊缆刚度、优化布置形式和选用特性更好的靠球,可以达到系泊缆张力明显减小和更加均衡的目的,从而有效地提高旁靠外输系泊系统的安全性和可靠性。计算结果可为同类型旁靠作业的系泊系统设计和优化提供参考,具有一定的工程实用价值。     

江中型LNG加注趸船旁靠系泊作业的安全性

内河LNG加注趸船是我国提出并得到实际应用的一种新船型,其适用于长江、珠江等季节水位高差变化较大的天然性水域。本文采用水动力数值分析方法,针对一艘典型的江中型LNG加注趸船,研究分析了三种不同吨级LNG动力船旁靠系泊加注趸船进行补给作业时,在风、浪、流载荷联合作用下,两船旁靠系泊水动力安全问题,并给出了三种不同吨级LNG动力船旁靠作业的限制环境条件建议值。研究结论可为实际工程操作提供有益参考。     

泥驳旁靠挖泥船系泊系统分析研究

泥驳配合挖泥船进行装驳作业,可以大大提高疏浚施工效率,降低作业成本。文中针对挖泥船在装驳作业时,泥驳的旁靠系泊系统进行研究。应用ARIANE软件分析计算了该系统在不同环境力作用下,系泊缆绳张力的变化,并介绍了适用于该系统的靠驳设备的配置及原理,为今后类似系统的设计提供借鉴。     

FLNG系统进行旁靠卸载作业时的水动力性能研究

针对大型浮式液化天然气(FLNG)系统与液化天然气(LNG)运输船以旁靠方式进行LNG卸载时的船体的水动力性能开展了水池模型试验。实验全面考虑了近靠物体之间的水动力耦合,以及船体与系泊系统及连接系统之间的耦合。通过水池模型实验得到了在风、浪、流共同作用下FLNG船体的运动响应情况、FLNG与LNG运输船间的相对运动情况、系泊系统的受力情况、两船之间连接系统的受力情况。借助统计分析手段对实验数据进行分析研究,讨论了FLNG进行旁靠卸载作业时的水动力性能。     

旁靠补给系泊系统研究

本文建立一种旁靠补给系泊系统,目标船舶和补给船通过缆绳连接,两船之间设置有浮箱防止碰撞,浮箱两面均设置有护舷起缓冲作用.本文重点研究旁靠系泊系统的动力特性,并在频域和时域进行研究,频域研究中得到船舶的幅值响应算子RAO;时域研究得到两船相对位移响应和缆绳的张力最大值,通过设置不同的系泊系统组成参数等,研究各个参数对系泊系统运动稳定性的影响.本文可为未来的旁靠补给方式研究提供一定的参考,有较高的工程实用价值.     

CFD Analysis of Ship-to-Ship Hydrodynamic Interaction

A numerical study of ship-to-ship interaction forces is performed using a commercial CFD code, and the results are compared with experimental data and with the results of a panel method analysis. Two ship models have been used in the interaction forces analysis: a tug and a tanker, advancing parallel to each other with different lateral distances and two different values of the fluid depth. Computations are carried out with four different flow models: inviscid and viscous flow with the free surface modeled as a rigid wall and inviscid and viscous flow with the deformable free surface. A fair agreement was obtained with available experimental data and results obtained by panel method. The influence of viscosity in the computations is found to be comparatively weak, while the wavemaking effects may be important, at small magnitude of the horizontal clearance.     

二维扁卵形体近壁面水动力干扰实验

对长度-厚度比为7.0的二维扁卵形体近平壁面运动的水动力特性进行了研究.拖曳水池试验选择了六种不同的壁面间距,五个攻角状态,将卵形体模型安装在U形槽中,保证流场的二维特性.Reynolds数范围从5×105到2×106.根据无界流实验结果,在数据处理中消除测力天平的安装角误差.给出了水动力系数相对于间距、攻角的回归公式,并划分了三个典型的干扰区域:升力区、混合区、阻塞区.实验表明:即使对于钝尾物体,也存在类似机翼的升力效应,无界流中扁卵形体的升力线斜率小于二维平板机翼的相应值.当物体离壁面较远时,水动力系数随攻角线性变化,壁面影响随间距减小而增大;当物体离壁面很近时,出现排斥现象,水动力系数随攻角的变化呈非线性特征.与其它参数相比,在大部分试验状态下,运动速度对水动力系数的影响较小.     

系泊油轮与海上平台的碰撞力分析

考虑风、浪、流的联合作用以及平台护舷非线性恢复刚度,研究船舶系泊状态与平台的撞击力及其分布规律。针对不同的风、浪、流的作用方向以及不同的风速、波高及流速,计算波浪和海流的载荷,建立系泊船舶的分析模型,采用频域与时域分析方法,进行系泊船舶运动及其与平台之间碰撞力的仿真,得到系泊船舶与平台的碰撞力时间历程,并分析不同碰撞力发生的概率,确定发生最大碰撞力的风、浪、流方向,比较常量护舷刚度与非线性护舷刚度的计算结果。结果表明,橡胶护舷刚度的选取对于碰撞力的计算结果影响显著,选取非线性护舷刚度计算靠泊碰撞力十分必要,用目前的经验公式计算得到的碰撞力偏差较大。     

基于NURBS的船体与桥墩间水动干扰力及力矩的非定常计算

本文在一些假设下完成了船体与桥墩之间水动干扰力及力矩的数值计算工作，所采用的方法是基于非均匀有理B样条(NURBS)的三维Rankine源边界元法，即将船体、桥墩的几何形状以及流场中待求的物理量分布完全表达成NURBS的形式。给出了船体通过圆柱形桥墩时的水动干扰力及力矩的数值计算结果，并进行了一些分析。     

绿色油船发展趋势分析

以油船防污染为切入点,深入探讨单壳油船到双壳油船,再到共同规范时代油船的产生、发展变化,对未来绿色船舶发展浪潮中油船发展趋势进行分析,并针对业界应对绿色油船发展提出建议。     

高桩码头-岸坡相互作用有限元数值模拟

高桩码头-岸坡体系的相互作用机理一直是困扰工程界的难题。基于某突堤的现场勘察资料和土体参数,建立了高桩码头与岸坡相互作用的二维平面应变问题和三维空间问题的弹塑性有限元模型,采用与M ohr-Co lum n准则匹配的D rucker-P rager准则作为土的屈服准则,分析了桩基-岸坡体系的变形机理,同时,针对二维和三维情况各种工况组合进行了对比分析,并结合土体参数和现场测斜资料,分析了高桩码头-岸坡体系的变形规律,并指出了影响桩、梁和岸坡体系变形的主要因素,并建议了合理的治理方案。     

并靠状态下潜没式护舷力学性能分析

针对潜没式护舷的结构形式和性能特点,采用有限元分析方法建立橡胶护舷单体、并靠两船和潜没式护舷整体及局部的有限元模型。以两船并靠状态下的运动响应结果为输入条件,对船体和潜没式护舷的低速碰撞问题进行评估,分析并靠状态下潜没式护舷力学性能,并对护舷系统进行优化设计,为海上并靠方案和潜没式护舷方案提供设计依据。     

复合缆索锚泊下的Spar平台动态响应分析

利用复合索链的计算公式,计算不同配置的复合链组成的锚泊系统的变刚度,并将计算结果运用于Spar平台运动方程中刚度矩阵的修正,分析并比较在不同锚泊系统作用下,Spar平台的动态响应行为。通过计算发现:虽然不同配置的复合缆索对平台的动态响应没有多大影响,但是缆索张力的变化确实截然不同。这些在平台锚泊系统的初步设计中必须考虑。     

油船意外泄油性能的分析

意外泄油性能的引入,实现了油船纵向分舱的灵活性。介绍了意外泄油性能的计算方法,重点分析了概率密度函数对平均泄油量参数的影响。增加货舱数量、抬高双层底、增大边舱宽度、调整分舱,均可以提高概率密度函数值,从而减小舷侧或者船底的破损概率,减少泄油量。应用NAPA MANAGER工具编写了快速计算程序,并利用该程序对实船进行优化,以验证不同方案对意外泄油性能的影响。