海洋工程用锚类型及其发展综述

海洋浮式装置锚泊定位系统的锚是使装置保持船位的关键设备。随着海洋工程的发展,已涌现出各种类型的海洋工程装置用锚,在锚的研究、设计和海上安装中大量采用先进的技术理论、试验方法和工艺技术,对各种海洋工程锚的特性、适用范围、国内外研究和发展情况作全面分析与阐述。     

集装箱港区排水系统设计要点

通过对集装箱港区内排水系统的研究,提出堆场、电缆沟、电缆井、通信井、阀门井、消防栓井、防风锚定坑等构筑物的排水方法及措施,建议采用CIVIL 3D对港外排水系统进行宏观分析判断,从而为港区前期阶段及工程选址提供科学依据。     

深水张力腿平台非线性涡激特性及水动力性能研究

平台涡激运动易导致立管及系泊系统疲劳损伤,危害其安全稳定性。该文引入雷诺平均法求解NS方程结合DES湍流模型对不同流速下深水张力腿平台三维涡激运动及流场特性进行了数值研究。采用GAMBIT软件建立计算网格,将求解动力学控制方程的代码嵌入UDF求解器中,采用动网格技术实现流场更新并求得作用于平台立柱和浮箱上的瞬时升力和拖曳力。采用最大值统计法和均方根统计法进行数据统计。研究发现:张力腿平台涡激运动流向振幅的大小随着约化速度的增大而增大,但在小范围内波动;横向振幅曲线最大值出现在0°来流、约化速度U~*=8.0处,大小为0.38D;三种来流工况流向平衡位置随无因次速度的增大而增大,但增长速度有所区别,22.5°和45°下流向平衡位置的增加速度要明显大于0°来流;22.5°来流升力系数谱能量较为分散,立柱及浮箱之间的干扰具有强非线性效应;最后对张力腿平台表面压力系数分布及涡量等值面特性进行了分析和探讨。     

Experimental and finite element analysis of fatigue strength for 300 mm2 copper power conductor

The fatigue strength of a 300 mm² stranded copper conductor was investigated experimentally and by finite element (FE) analysis. An analytical model was also developed and validated. Wires taken from the outer layer of the conductor were fatigue tested in tension–tension loading and compared with similar data for wires taken from a 95 mm² conductor. The wire cross section was deformed due to the compacting process that was applied during fabrication. When corrected for stress concentrations due to the deformation the data for the two sets of wire fell within the same scatter-band. Full scale testing was carried out in a specially designed rig with constant tensile load and reversed displacement controlled bending with a fixed curvature variation. The loading is a simulation of the loading of a power cable hanging from a floating vessel through a bellmouth. Conductors were tested in two states; dry and lubricated. A finite element model was established for the copper conductor. The model was formulated by a combination of elastic beam and beam-contact elements that included the effects of friction. The effect of local bending due to contact forces was included in the model. Two contact conditions were investigated; the point (trellis) contact between adjacent layers of wire and the inline contact within each layer and between the first layer (centre wire) and the second layer. The FE model was validated by a calibration test of a full scale conductor, and by sensitivity studies varying the size and the number of elements of the model. Fatigue analysis of the conductor was carried out, based on the S–N curve for individual wires. Taking into account the effects of friction and local bending, agreement was obtained between predicted and experimental fatigue strength of the conductor, for the FE model as well as the analytical model.     

基于集中质量法的软体排受力和构型分析

首次将一种基于集中质量法的力学模型用于分析计算软体排沉排受力和构型。该力学模型解决了不均匀质量、可拉伸软体排排体的构型和拉力分布的分析计算问题,并能考虑实际河流环境中水流的作用力。实例计算结果的讨论以及与悬链线理论解进行对比可知基于集中质量法的力学模型更适用于实际河流环境下的软体排排体的受力分析。     

屏蔽电缆的电磁脉冲时域耦合特性研究

屏蔽电缆对电磁脉冲辐射场的耦合特性对电子设备、系统的电磁干扰控制和电磁脉冲防护具有重要意义。研究屏蔽电缆的双传输线模型分析方法,计算不同频段电磁脉冲辐射场激励下,两种典型的屏蔽电缆在屏蔽层两端不同接地状态时,屏蔽层和芯线上的感应电流。编织屏蔽电缆芯线上的感应电流比管状屏蔽电缆大几个数量级;由于集肤效应的影响,管状屏蔽电缆芯线上的耦合随着频率的升高而降低;编织屏蔽电缆由于编织电感和小孔电感的影响,芯线上的耦合随着频率的升高而升高。对于高灵敏的高频、微波系统,对电磁脉冲的防护时要选用管状屏蔽电缆。     

屏蔽电缆的耦合影响分析

针对工程中的电缆耦合问题,着重探讨了屏蔽电缆的电磁耦合影响。运用三导体传输线的理论建立屏蔽电缆电磁耦合的等效电路模型,并分析了相关的感性耦合和容性耦合。在此基础上,对某屏蔽电缆受邻近电缆耦合引起的串扰电压的幅频响应特征进行了仿真分析,结果表明,将屏蔽层任一端接地都能消除容性耦合;只有将屏蔽层两端都接地,才会影响到感性耦合。     

船舶机舱监控系统的电磁兼容性分析

对船舶机舱主机监控系统的电磁兼容问题进行了详细分析,对由传感器引入的干扰途径及抑制方法进行了深入探讨。同时给出了主机监控系统电源部分的抗干扰措施和相关实验结果,以及抗干扰电缆的选用方法。降低了故障发生频率,确保了船舶机舱监控系统稳定可靠地工作。     

“一”字形码头带缆方式的应用

结合青岛港董家口港区40万吨级矿石码头结构设计,综合分析了相关"一"字形码头断缆现象及断缆原因,针对40万吨级和15万吨级船舶进行了船舶系泊物理模型试验和数学模型试验分析,提出将横缆系船柱向码头后方移动30 m以增加横缆长度的带缆方案。横缆长度增加后,可有效减小横缆缆力30%以上,而艏艉缆缆力略有增大、倒缆缆力则有增有减,变幅在15%以内,各缆绳缆力分布更加均匀、合理,避免断缆现象的发生。     

带缆遥控水下机器人水动力数学模型及其回转运动分析

提出了一种新型的带缆水下机器人系统三维水动力数学模型。在该模型中脐带缆的控制方程由脐带缆任一微段中的力的平衡条件导出,在此基础上以该脐带缆的控制方程为核心,通过引入脐带缆与水下机器人连接点的边界条件而建立起整个系统的三维水动力学数学模型。数值模拟中作用在机器人主体上的水动力载荷和旋转导管螺旋桨的控制力在考虑了它们之间的相互影响基础上以计算流体力学方法求出。该模型的主要特点是克服了现有的带缆水下机器人系统水动力数学模型将系统各组成部分割裂处理、缺乏从系统整体理论框架中去观察脐带缆、水下机器人主体和螺旋桨推进器水动力特征的缺陷,从一种综合、整体的观点去观察分析带缆遥控水下机器人的动力状态。水下机器人在导管螺旋桨作用下回转运动的数值模拟结果表明,利用所建立的数学模型可以对带缆水下机器人水动力状态进行有效的数值模拟。