一种港口自动系泊系统方案设计与试验研究*

港口自动系泊系统是一个复杂的系统工程,它涉及船舶运动学、结构力学、自动控制理论和信息化技术等多门学科,是跨专业融合发展的产物。码头系泊作业自动化主要通过改变系泊方式、实时监控船舶姿态与运动量、合理调节船岸间作用力予以实现。基于并联平台机器人在6自由度运动模拟方面的优势,设计提出一种港口船舶自动系泊系统方案,可通过平台各分支的被动阻尼充当恢复力以调节系泊船舶的运动量的方式实现主动控制系泊作业期间的船岸协同,并针对该方案开展功能样机的水池试验以验证方案可行性与使用效果。     

基于无积分节点间断有限元的二维水沙模型:(1)水动力

通过采用节点间断有限元方法对二维浅水方程进行离散,考虑了科氏力、风应力、底摩阻等作用,最终建立了一套高精度二维水动力模型。模型可采用任意四边形网格计算,并应用节点基函数和无积分数值离散方法,有效地减少了计算量。建立的模型通过理想算例对各源项求解、干湿与和谐性进行了验证。最后将模型应用于三亚市红塘湾实际潮流的模拟中,得到结果与全潮水文观测数据吻合良好。     

20.8万吨散货船系泊绞车基座及下加强结构强度分析

系泊绞车是船舶锚泊系统的重要组成部分,系泊绞车在船舶靠码头时承受着缆绳的巨大拉力,在首部0.25L范围内的系泊绞车还承受了甲板上浪载荷的作用,如果系泊绞车基座设计不当,可能引发重大的海损事故,因此目前系泊绞车基座的有限元校核在规范中已经明确要求了。文中建立了20.8万吨散货船系泊绞车基座及其支撑结构的有限元模型,按照CSR规范中对于系泊绞车的相关要求,计算了系泊绞车基座在不同工况下的结构强度。计算结果表明,该散货船系泊绞车基座结构满足CSR规范的衡准要求,基座及其支撑结构设计合理、安全可靠。本方法可以为今后开展同吨位散货船系泊绞车的基座设计与分析提供参考,所提供的计算过程及相应的经验可供相关设计人员借鉴。     

海洋工程拖曳埋置锚结构强度与试验方法研究

针对拖曳埋置锚在海洋工程锚泊定位系统中结构强度的设计难点,以及缺少明确的试验方法问题,以某型拖曳埋置锚为研究对象,建立了简化的拖曳埋置锚结构强度分析模型,验证了不同工况下拖曳埋置锚的结构强度计算要点,总结了拖曳埋置锚设计要点与试验方法.结果表明:海洋工程拖曳埋置锚应计算关键剖面的结构强度,并通过试验验证其强度,试验验证负荷可取50％系泊链破断负荷,约束点取距锚爪尖端20％ ～30％的锚爪长度.     

浮码头与旁靠船舶的运动响应特性研究

本文基于三维势流理论，采用数值分析方法研究了浮码头与散货船旁靠系泊的运动特性。考虑缆绳和护舷的非线性特性，探求了波浪周期对浮体运动、系缆力的影响规律。研究结果表明：考虑间隙内水体运动影响，旁靠散货船在横浪条件下的纵摇和纵荡运动有所增大。浮码头在计算工况下，缆绳受力较大，在某些工况条件下超出了国际系缆力标准的要求，旁靠散货船的缆绳在计算工况下均未超标，满足要求。研究结果为浮码头系泊系统的设计及工程运营提供理论参考。     

浮标系泊系统静力计算

作者提出用单腿浮标系泊系统在外力作用下其系泊系统的静力计算方法，对松弛的与张紧的两种系泊状态均适用，并附有计算程序框图和实例。