新型水下RTP管楔块夹紧式接头设计与分析研究

针对适用于水下的6英寸非金属粘结性RTP管,设计了新型的楔块夹紧式接头。使用SolidWorks软件进行了结构设计,并基于有限元理论建立了有限元分析模型,采用ABAQUS有限元分析软件对楔块夹紧式接头系统在极限工作内压和轴向拉伸条件下进行静态分析。得到了该新型楔块夹紧式接头系统在极限工作内压条件下的Von Mises应力、接触应力和剪切应力,并按照DNV设计规范对接头所受应力进行校核,验证了新型楔块夹紧式接头系统的设计可行性与结构可靠性,同时探究了该楔块夹紧式接头在设计制造以及安装时遇到的一些问题,给出了相关的设计、加工、安装和使用方面的建议,为国内水下油气管线的发展和使用提供帮助。     

挠性三角约束下Spar风机波浪激励响应研究

为改善不同风浪条件下系泊缆的定位能力,在悬链式系泊的基础上施加一定方式的约束。约束缆绳在距各悬链线导缆孔等长度位置首尾相连,形成的三角形称为约束外边界,约束内边界分别平行于各外边界,两端固结在相应中线位置,称该约束方式为挠性三角约束。为研究此种约束作用下NREL 5MW型浮式风机的六自由度运动及悬链线有效张力的波浪响应特性,采用凝集质量法计算系泊缆有效张力,叶素理论计算风机空气动力载荷,在Stokes5阶波作用下,探讨挠性三角约束在各自由度共振频率下的性能。结果表明：约束边界的存在使得悬链线能及时提供系统所需的回复张力,对于纵荡、垂荡、纵摇三个自由度的共振均能起到一定的抑制作用,但由于连接点过少,存在连接点处曲率过大问题。     

深水网箱浮框系统的水动力研究

对深水网箱实际工况进行简化后,得到简化的浮框系统水动力模型。通过力学分析,推导出浮框模型的运动方程,以此编制数值模拟程序,可得到浮框模型在纵移、垂荡、纵摇的运动情况及迎流面、背流面系缆张力的大小,发现锚绳仰角偏大,对该现象提出解决方案。     

振荡浮标式波浪能发电机设计参数的初步选定

参考某型振荡浮标式波浪能发电机的具体参数,结合装置的工作过程,建立海洋浮标工作过程的动力学方程;基于数值分析软件Matlab分析给定海况下浮标质量、电磁阻尼系数与装置工作安全性、能量转换效率的对应关系;探索了一组装置结构的最优化参数。研究结果对海洋可再生能源研究具有一定的参考价值。     

海上横向补给高架索系统动力学响应研究

基于凝集质量法,把高架索系统离散为凝集质量模型,并将缆索间的接触摩擦引入到动态分析中。参考某高架索系统具体参数,结合海上横向补给施工作业的具体过程,通过必要的简化,利用动力学分析软件OrcaFlex建立了海上横向补给高架索系统过程的动力学模型,得到了高架索系统张力及接触力随时间的变化情况等。计算结果对研究海上横向补给有一定的指导意义。     

海洋缆索系统运动仿真研究

运用凝集质量法对海洋缆索进行时域动态响应仿真研究分析,采用四阶Runge—Kutta法进行积分求解。在不考虑弯曲刚度的前提下,通过欧拉角的转换,由局部坐标系下转换到固定坐标系下进行动态响应分析。运用MATLAB7．1编程,给出2个算例,验证程序的正确性。     

带缆遥控潜水器系统分析简介

介绍了水下机器人的种类、动扰动下保持其稳定平衡的力学本质、脐带电缆的作用,以及它对潜水器的干扰力的计算方法。文中还对准静态法和凝集参数法计算缆力进行了比较,分析了各自的特点。     

生产驳船多点系泊定位系统动态响应

导出了多点系泊系统的船舶运动方程,在船舶运动方程中计入了非线性恢复力。缆索分段的三维动态方程中采用了凝集参数模型与平均切向量非线性流体动力载荷处理技术,对某生产驳船系泊问题进行了计算,对受有风、浪、流环境力的系泊船运动方程进行了数值求解,得到了随时间变化的船舶运动和系泊索动态张力,考查了缆索动力学对船舶运动和链张力的影响,并与以前未计入缆索动力影响的准静态结果进行了比较。     

海洋吊索碰撞动力学分析

对考虑弯矩和扭矩条件下的凝集质量法进行了推导,并基于凝集质量法,将吊缆离散成凝集质量模型,并将吊缆间的碰撞力引入到动态分析中,参考某海洋吊缆具体参数,结合海上施工作业的具体过程,通过必要的简化,利用水动力分析软件OrcaFlex建立了海洋吊缆碰撞过程的动力学模型,得到了吊缆间的碰撞力及张力随时间的变化情况等。该仿真结果对研究海洋吊缆的碰撞有一定的指导意义。     

振荡浮子式波浪发电装置的水动力分析

随着传统化石能源的日益枯竭,各种清洁能源开始走进人们的视线。在各种清洁能源中,波浪能以其能量密度高、易于被采集而受到高度关注。而作为采集和转化波浪能的波浪能发电装置对于波浪能的开发起着不可替代的作用。波浪发电装置在位运行过程中受多种因素的影响,其空间形态及运动具有典型的强非线性特征,相当复杂。本文结合某振荡浮子式波浪发电装置的具体参数及系泊设计,将该装置的系泊缆索离散为凝集质量模型,运用海洋工程专业软件OrcaFlex建立了该振荡浮子式波浪发电装置在某一特定海况下的水动力学分析模型。对该装置的系泊缆索进行了特性分析,得到了该装置的主体浮子结构的空间六自由度时域变化情况。仿真结果可对具体的工程实践提供一定的工程指导和理论支持。