浮式风机基础非对称式系泊系统设计方法

浮式风机在离岸工作时,通常需要运维船靠泊风机基础进行定期维护保养等作业。为了避免运维船作业时与浮式风机的锚链碰撞造成事故,浮式风机基础的系泊系统应当采用非对称设计,为运维船靠泊留出足够的操作空间。为了解决非对称系泊系统在不同环境力方向定位能力相差较大的问题,提出浮式风机非对称式系泊系统设计方法,将非对称系泊系统设计转化为一个多目标优化问题,结合非占优排序遗传算法（NSGA-II）优化系泊系统参数,保证风机基础全环境力方向上系泊定位安全性。     

基于神经网络模型的波候变化影响下深海系泊缆疲劳损伤评估

全球气候变化导致波候变化显著,这一现象会造成系泊缆疲劳损伤的加速累积,危及到海洋平台的正常作业,甚至引发重大安全事故。然而,目前常用的频率和时域疲劳损伤评估方法均无法既准确又高效地计算考虑波候变化后的疲劳损伤。本文提出了一种基于贝叶斯正则化BP(back propagation)神经网络算法的深海浮式平台系泊系统疲劳损伤评估方法,在保证疲劳损伤评估精度的同时大幅提升了计算效率。以作业于北海的某半潜式平台和某单立柱平台及其系泊系统为研究对象,探究了波候变化对深海浮式平台系泊缆的全寿命期内疲劳损伤的影响规律,验证了方法的可行性与准确性,可为深海系泊缆的疲劳设计提供技术指导和解决方案。     

基于破损舱室晃荡进水的量化试验研究

针对静水中破损舱室贯通类破口进水液舱晃荡问题，基于自主设计研制的受迫横摇运动破损舱室进水试验装置，在强制横摇工况与全约束典型工况下，研究船舶破损后舷外与舱内贯通时大量的水侵入舱室、液舱晃荡受舷外波浪激励引起非线性失稳现象，并结合对填补破口后的完整舱室进行共振与非共振的试验进行对比分析。试验结果表明：在破口形成10 s后船舱内部进水的运动状态趋于稳定，此时若将破口填堵会使船体内部的积水运动更为剧烈，影响船体稳性。试验得到了船体受损后合理的补救时间点，并使用量化试验窄带域对强制横摇工况下破舱进水试验进行了处理，得到了可信的试验区间，为后续针对破损船的研究提供了有力支撑。     

无缆自动系泊系统分析和展望

为促进无缆自动系泊系统的进一步发展，对国内外无缆自动系泊技术发展情况、无缆自动系泊系统类型及应用情况进行介绍，并对关键技术进行分析。在此基础上，对自动系泊技术的未来发展趋势进行展望。研究成果可为无缆自动系泊系统的设计与研究提供一定参考。     

驳船港内防台风系泊方案研究

基于时域耦合模型，采用数值分析方法研究了驳船港内防台风系泊的可行性问题。考虑缆绳和护舷的非线性特性，针对不同的系缆布置方案，分析了船舶、系泊缆绳与护舷耦合系统的动力响应特性，为防台风系缆布置推荐了合理可行的布置方案，并讨论了不同预张力的缆绳荷载的影响规律。计算结果表明：当缆绳数量增加至16根采用422系泊方案布置时，可满足给定台风条件下的系泊安全。研究结果同时表明，缆绳荷载并未随着预张力的增大而一直降低，而是有先降低后增大的趋势，在进行系泊操作时，需要选取合理的预张力。     

正向规则波作用下悬浮隧道时域全局动力分析

应用Morison方程和有限元法，将悬浮隧道管体假定为与岸坡固定的Euler-Bernoulli梁结构，通过将锚索与悬浮隧道管体、海底平面铰接，实现了锚索、悬浮隧道管体以及岸坡三者之间的动力学耦合，将线性波浪理论应用于Morison方程计算波浪荷载，在时域内采用Newmark-β隐式时间积分法迭代求解悬浮隧道的运动控制方程，进而构建了水下悬浮隧道的三维动力学耦合数值模型。研究结果表明：在长周期波主导的海域，适当增大水平方向的系泊刚度，将有利于控制悬浮隧道整体的位移幅值；隧道近岸处的锚索由于边界条件的影响，在波浪条件下将承受更大的张力，工程中应适当增加或加粗近岸端部锚索，排除安全隐患；悬浮隧道的锚索布置间距宜固定在250～300 m的范围内。     

斜坡式防波堤堤后波高试验研究

通过斜坡式防波堤物理模型试验，研究堤后次生波波浪透射系数的变化规律，建立了堤顶相对出水高度H_c/H_s和相对堤顶宽度B/H_s与波高透射系数的关系并拟合非线性回归公式。同时采用本文拟合公式和经验公式对不同工况下的堤后次生波波高进行计算，并与试验结果对比。结果表明，本文拟合公式与试验结果最为吻合，具有良好的适用性，然后分析了其他经验公式计算结果的差异性。该成果可为工程实际以及由斜坡式防波堤堤顶允许越浪生成的堤后次生波计算提供参考依据。     

土质岸坡复合水力侵蚀模型试验研究

三峡库区消落带周期性干湿变化引起岸坡水土流失，导致部分土体裸露，植被覆盖较少，生态修复困难。在外部降雨及波浪的共同作用下，消落带岸坡表层土体受冲刷掏蚀，侵蚀加剧，土壤流失加重。以三峡库区消落带土质岸坡为研究对象，分析降雨和波浪复合作用下的侵蚀权重，研究特拉锚垫结构在复合侵蚀作用下的防护性能。试验结果表明：波浪因子和降雨因子平均侵蚀比重分别为71.23%、49.56%,复合水力侵蚀中波浪为主要侵蚀因素。特拉锚垫具有较好的抗侵蚀性，在复合水力侵蚀中可平均减小约65.2%的土壤流失量，加入石笼网结构后可提升约20%的抗侵蚀。对类似土体侵蚀分析与护岸结构的选择具有指导意义。     

双色波作用下港池长周期波浪模拟研究

防波堤对长周期波浪的掩护较差，长周期波浪容易直接侵袭港内，恶化港内作业条件。依托物理模型试验结果，基于BW数值模型研究双色波作用下港池长周期波浪产生机制。对BW数值模型进行验证，模型与试验结果吻合良好。在频率分别为f₁和f₂的双色波作用下，波浪间发生非线性作用产生Δf、2f₁-f₂、2f₂-f₁、2f₁、f₁+f₂、2f₂等频率的波浪，当产生的长周期波浪Δf与港口自振频率趋于一致时，长周期波浪波高被港池捕捉发生共振而放大。随着双色波入射波高、调谐率的增加，波浪之间的非线性作用增强，长周期波高显著增大。