海上风电安装平台正压型下浮体气密性研究

本文以3 500型深水高效海上风电安装平台的下浮体结构为研究对象,基于Fluent进行气密性压降研究,为正压型下浮体的密封和保压控制提供理论基础。首先由基本理论推导气体泄漏一般方程,结合实际工况确定数学模型进行计算;然后通过Fluent仿真模拟对模型网格进行独立性检验,将仿真结果与计算结果进行相关性验证。最后对下浮体泄漏口数量和位置,以及内部结构对泄漏过程的影响进行探究。结果表明,仿真结果和计算结果相关性可达0.97以上;泄漏口数量为3个及以上时,压降过程基本不再受泄漏口数量影响;内部结构体积占比较小时,下浮体内部结构和泄漏口不同位置各组间压降数据RMSE值小于100,即压降过程可以视为一致。     

基于CFD的排水型三体无人艇阻力优化研究

为预报某三体无人艇的静水航行阻力,利用STAR-CCM+软件对船体进行计算流体动力学仿真。基于船体的航速和排水量等设计参数,考虑侧体纵向位置和侧体船型2种因素,选取不同设计方案进行计算。结合后处理得到的流场特征对仿真结果进行分析,总结阻力变化规律,探讨船体水动力性能的变化机理。结果表明：侧体纵向位置后移可减小片体间兴波扰动,减阻率最大约6.7%;改变侧体型宽会小幅度降低船体压阻,其最大减阻率约4.5%。汇总多种船型方案的计算结果,为三体无人艇的后续研究提供参考。     

DFMEA在发动机设计中的应用

分析了在发动机设计中实施设计故障模式及后果分析(DFMEA)的困难,以节流阀体的改进设计为主线,提出了确定DFMEA详细分析对象的方法,减少了分析对象的数量,节省了工作时间;对DFMEA流程以及严重度的判定进行了改进并提出将其所分析的项目划分为基础项和衍生项新概念,利用改进的DFMEA方法,分析出节流阀体的故障原因与影响,并提出了相应的建议措施,结果表明,DFMEA更适于在内燃机行业的使用与推广。     

基于柔性多体动力学的地铁车辆半主动控制

为了对地铁车辆的运行性能实现更准确的评估和更有效的优化,借助有限元理论和子结构理论建立了车体和转向架构架等关键零部件的柔性动力学模型;基于天棚半主动控制算法和柔性多体动力学理论,建立了考虑半主动控制悬挂的地铁车辆刚柔耦合动力学模型;考虑轨道随机不平顺的影响,研究了半主动控制悬挂以及结构柔性对地铁车辆运行稳定性和乘坐舒适性的影响。研究结果表明:相对于传统的悬挂装置,天棚半主动控制极大降低了车辆的振动加速度,并使其变化趋势更加平缓,对车辆的低频振动有明显的抑制作用;采用本文的研究参数,天棚半主动控制在直线段可使车辆的垂向Sperling指标和垂向振动加速度均方根(RMS)分别降低26.8%和7.5%,使车体横向Sperling指标和横向振动加速度RMS分别降低8.8%和4.9%,而在曲线段,天棚半主动控制可使车辆垂向Sperling指标和垂向振动加速度RMS分别降低25.1%和5.7%,使横向Sperling指标和横向振动加速度RMS分别降低15.6%和8.3%,车辆的乘坐舒适性和运行稳定性大幅提升;考虑结构柔性时,车辆的垂向Sperling指标和垂向振动加速度RMS相比于未考虑结构柔性时分别增大了4.3%和6.8%,横向Sperling指标和横向振动加速度RMS分别增大了3.0%和3.4%。可见,车体和构架的结构柔性对车辆的动态特性有较大影响,在对车辆运行稳定性和乘坐舒适性进行计算和评估时不可忽略。      

海上人员传送技术及维修船运动响应研究

随着众多大型风场陆续建成,海上风场维护问题日益突出。海上风场多选址于强风浅水海域,恶劣的海况导致维修船运动剧烈,维修人员登陆十分困难。目前国外已有研究单位针对海上风场的人员登陆问题开展研究,开发登陆船或登陆系统,旨在确保维修人员安全登陆风机。而我国关于此方面的研究几乎空白。基于此情况,文章对已有登陆系统进行了归纳总结,并通过多体水动力的算例探究登陆风机时维修船的运动规律。通过文中的研究,可以得到结论:(1)有义波高仍是限制登陆系统工作和维修人员登陆的主要因素,其决定了海上维修的有效期窗口,我们国家有必要开发新技术和新系统来保证人员登陆风机。(2)不同波浪谱对维修船运动响应的影响不可忽视,在实际工程中有必要根据海上风场的实际海况,选择合适的双峰谱来预报维修船的运动响应。(3)风机桩基础的存在与否对维修船的耐波性有影响,需要在水动力分析中考虑;但当二者间的相对距离在若干米内时,耐波性受此距离影响不大。     

三维对称楔形体入水的水弹性力学分析

结构入水砰击是一个很复杂的水弹性力学问题,在船舶与海洋工程领域,人们对其十分关注。本文借助模型试验和商用软件平台Ansys技术,对结构入水砰击过程展开研究。首先,自主设计入水结构模型、试验装置,通过布置在楔形体结构内的传感器,全程实时监测楔形体结构下落的压力变化。然后,基于试验结果,数值模拟了三维弹性楔形体的入水砰击过程。得到了砰击压力云图、等效应力云图以及流体的速度云图,对比分析了弹性体测点与试验中测点的砰击压力,验证了该数值模拟方法的可行性与有效性。     

极浅水多体波浪能发电装置锚泊系统设计

采用三维势流理论对多体波浪能发电装置进行频域水动力计算,分析极浅水效应和多体间相互作用对单体发电装置的水动力性能的影响。利用Orcaflex软件建立多体波浪能发电装置数值模型,浮体间采用铰接进行连接,并利用弹簧单元模拟发电液压缸的弹性阻尼作用。为极浅水多体波浪能发电装置设计合理的锚泊方案,采用时域动态耦合方法进行分析,同时考虑极浅水效应、多体影响和二阶低频力,根据API规范对自存工况下的锚泊缆强度进行校核,并对确定选用的锚泊方案进行敏感性分析。通过对计算结果进行分析,发现在进行浅水多浮体锚泊设计时,低频波浪载荷、多体相互作用和海底摩擦不可忽视;对于极浅水的锚泊系统设计,Lazy wave 型锚泊形式优于传统悬链线式锚泊。上述研究工作为近海极浅水海域新型海洋能发电装置锚泊系统的设计提供了新的参考和思路。     

基于兴波干扰的三体船构型数字化优化方法

研究了基于主体、侧体间兴波干扰的三体船构型数字化优化方法。根据均匀设计原理建立了不同侧体布局的三体船模型,运用基于细长体理论的数值方法计算了各方案的兴波阻力系数。通过计算兴波干扰值,分析了三体船构型与兴波干扰的关系。最后,根据兴波干扰得出优选方案。     

基于多智能体仿真的LNG船舶进出港通航影响的评价指标研究

针对液化天然气(LNG)船舶通航影响问题,探索定量评估方法,采用多智能体仿真技术,并基于仿真建模平台,建立一套完整的评价指标。以嘉兴港LNG工程为例,本文提出的仿真模型利用智能体相互联系、实时交互的特点,对港口运营系统所涉及的各项要素进行模块化开发,能够科学、有效地模拟港口实际运作情况,定量得出LNG船舶对港口运营带来的影响。综合各指标分析后,认为嘉兴港LNG工程对其港口运营影响较小。