自升式钻井平台动态响应研究

综合考虑风浪流等环境载荷、桩靴与土壤之间的相互作用行为及静水压力和波浪动压力所引起的浮力效应的影响,运用有限元软件模拟了自升式钻井平台的动态响应过程,获得了0°环境载荷作用下自升式钻井平台的船体位移、桩腿危险处应力、桩靴载荷的变化规律。研究结果表明:自升式钻井平台的动态响应周期约为38s,是波浪周期的2.8倍,且在环境载荷作用角度为30°时,船体位移峰值最大,而位移均值在45°时最大。     

高速高频船舶舵机系统动态特性分析与研究

为船舶高速高频舵机的设计提供理论依据和技术支撑,提出了基于ADAMS、SIMULINK和AMESim的联合仿真分析的新方法,分析了船舶舵机分系统单元、非线性因素与整机系统动态特性的关系。基于ADAMS、SIMULINK和AMESim建立了船舶舵机系统联合仿真模型,从时频角度研究了变量泵、控制系统、反馈机构及传感器的特性,以及间隙、死区、泄露、灵敏度等非线性因素对舵机系统频响特性的影响关系和规律,得出了高速高频舵机设计的一般准则。     

基于T-S模糊模型的船舶推进系统故障诊断研究

基于船舶推进系统基准(SPSB)测试平台,建立了船舶推进控制系统的T-S模糊模型,结合满意控制理论,通过模糊化与反模糊化将船舶推进系统分成多个局部子系统,给出了各局部子系统在执行器恒偏差故障下,满足多个性能指标约束的故障诊断观测器设计方法。利用Simulink工具箱建立了仿真模型,验证了船舶推进控制系统多性能指标约束下故障诊断观测器的正确性与有效性,为船舶推进系统的故障诊断提供了新的思路。     

船舶甲板分段纵骨焊接变形和残余应力数值模拟

基于非线性分析软件Abaqus,采用顺序耦合的热弹塑性有限元方法研究典型船舶甲板分段纵骨焊接的变形与残余应力问题。焊接过程中的温度场分析采用具有截面积分shell单元的shell/solid模型,移动热源为高斯分布与均匀体组合热源,材料考虑应变随温度变化的特性。通过与T型接头焊接实验结果对比,验证了方法的可靠性。在此基础上,计算分析了甲板分段纵骨焊接的整体变形和局部板格变形,并讨论了外板纵向和横向焊接残余应力分布规律。     

船用低速柴油机曲轴轴向振动研究

以船用大功率低速柴油机柔性体曲轴为对象,在考虑气体力、运动部件惯性力、扭纵耦合效应等因素的情况下,建立曲轴、连杆、活塞的刚柔混合动力学模型。通过数值仿真,分别对连杆推力、连杆法向力和切向力对曲轴轴向振动的影响进行分析。分析结果表明：法向力是曲轴轴向振动的直接激励源,切向力是曲轴轴向振动的间接激励源-切向力引起曲轴扭振,进而引起曲轴纵振;同时法向力和切向力对曲轴轴向振动的影响非常相近;而连杆推力(法向力和切向力合力)引起的曲轴轴向振动是扭纵耦合振动的结果,并非两种分力作用结果的简单叠加。     

张力作动筒高架索恒张力控制系统仿真

张力作动筒是舰船海上航行横向补给装置维持高架索恒张力的关键系统。通过建立张力作动筒高架索恒张力控制系统数学模型,利用Matlab/simulink软件建立仿真模型,对舰船横向标准恒张力补给方法(STREAM)中采用的张力作动筒系统进行仿真分析。通过对影响高架索张力波动的主要设计参数的仿真分析(如储气罐容量、空气和液压油流动阻力系数以及补给海况),提出相应的系统设计和使用建议:一是要保证合理的储气罐容量;二是要尽量减少液压油和高压空气的流动阻力;三是对震动敏感的特殊货物应在低海况下传输。     

液压驱动转盘在海洋固定平台模块钻机上的设计与应用

海洋固定平台模块钻机空间狭小、布局紧凑、要求设备具有尺寸小、质轻、集成度高、运行安全可靠等特点,而传统电机驱动转盘的驱动方式存在传动链长、传动部件多、传动装置复杂、结构尺寸庞大等问题,在模块钻机尺寸有特殊要求的情况下安装难度大、使用和维修不便,影响总体布局和结构形式的设计。针对上述情况,通过液压驱动转盘与电驱动转盘进行对比,总结出液压驱动转盘小巧轻便、易于建造安装、能够优化钻台结构、操作维护费用低、安全可靠等特点,可为空间有特殊要求的海洋固定平台模块钻机提供一定的参考。     

最首尾货舱直接强度评估研究

针对CSR-H关于最首尾货舱有限元分析在实际评估中可能存在的技术问题进行研究分析。通过理论分析与数值试验相结合对最首尾货舱有限元评估方法中的边界条件、力学模型、模型范围进行合理性评估,通过已建造船数值试验对最首尾货舱开展有限元直接强度评估。数值分析结果表明两端简支的边界条件能较好的模拟翘曲效应,模型范围对强度评估结果有影响。最首货舱离边界很近会导致甲板、外板的屈曲强度不满足要求。而CSR-H针对最尾货舱有限元中的剪力调整方法仍基于货舱中段,仅以货舱前后端壁剪力为目标值进行调整,这种剪力调整方法不适用于最尾货舱。     

长江口北港重大工程对河势演变的影响

北港是长江口的二级入海汊道。近年来,北港修建了诸多水利工程,如南北港分流口固沙工程、青草沙围水工程和横沙东滩促淤圈围工程等,它们对北港河势有一定的稳定作用,但在流域来沙锐减的背景下,也带来一些新的潜在问题。分流口固沙工程的建设一定程度上增强了新桥通道南侧沙体的稳定性,但与此同时,由于扁担沙尾部继续向新桥通道挤压推移,导致北港分流比减小。青草沙水库建设后,北港上段继续冲刷,由于横沙通道的不断发展,致使北港主槽曲率进一步增大。北港拦门沙河段的淤积和横沙东滩的促淤圈围工程促使了北港北汊的发展,但该汊道中增强的涨潮流对青草沙水库"蓄淡避咸"产生了一定的影响。     

长江口围垦工程越浪数值模拟研究

运用基于非线性浅水方程的SWASH模型对长江口围垦工程的越浪进行模拟研究。采用垂向结构提高了模型的色散性,使模型适用于深水区,考虑垂向加速度的作用,使浅水区域的模拟更加精确。根据实际具体工程对模型进行验证并与海堤规范计算结果进行比较。研究表明:该模型和海堤规范都能很好地对越浪量进行计算,模型计算结果更为精确,工程中栅栏板对波浪的耗散等还需在数模中进一步概化和优化。