基于插补原理的船体复杂曲面加热线布置方法

船体曲面成形技术是船舶加工过程中重要的环节。如何更好更快实现船体复杂曲面加工,一致以来备受国内外学者的关注。本文借鉴插补原理,对传统船体复杂曲面加热线布置进行了优化设计,得到了圆弧形板、s形板、帆形板和马鞍板的加热线。采用COMSOL Multiphysics多物理场仿真软件,分析四种加热线下钢板变形情况,并通过实验检验了插补形式下的船体曲面成形效果。结果表明：(1)插补算法得到的船体曲面加热线路程比传统加热线路程节约75%以上。(2)对有限元计算位移进行曲面拟合,得到的预测模型与实际船体曲面基本一致。(3)实验了四种曲面加热线,并将有限元预测位移与实验进行对比,二者误差在6%以内,有限元计算与实验结果基本吻合。该方法降低加工时间,提高加工效率。     

基于SPH方法的耙吸挖泥船艏喷过程数值仿真

艏喷是耙吸挖泥船作业的典型方式,泥浆混合物喷射轨迹和距离的分析一直是研究的热点。本文基于光滑粒子动力学（SPH）方法,在ABAQUS中建立典型耙吸挖泥船喷嘴管段模型,模拟泥浆喷射过程,并获得泥浆喷射轨迹及出口速度、泥浆散落面积等关键参数。经过与理论分析公式比较,粒子法数值模拟可以更好的描述喷射动态过程以及对管道的作用力,研究结果可以为耙吸挖泥船施工以及设计提供参考。     

小郭巨渔港工程防波堤平面布置方案

波浪是渔港建设中最重要的水动力因素,由于外海风浪作用强烈,影响港内渔船泊稳,需修建防波堤挡潮抗浪。从波浪角度研究防波堤平面布置,首先分析了舟山市六横岛小郭巨渔港工程的建设条件,确定防浪掩护控制标准,并提出防波堤直线形、折线形布置的8个平面布置方案。以满足渔船有效泊稳面积为准,采用MIKE21 BW模块计算在50 a一遇波浪与水位组合条件下堤后波高分布及防浪掩护效果,对8个方案进行研究,基于其中相对较优方案,进行了2个方案的优化。最终确定某渔港防波堤平面布置最优方案为:防波堤总长350 m、折堤夹角132°、直线段长122 m、折线段长228 m。     

取水工程对港内水流条件及泥沙回淤的影响

针对取水工程对港池内水流及泥沙影响问题,以黄骅港综合港区港池取水工程为例,通过在分析工程区域自然条件和泥沙条件的基础上建立三维数学模型的方法,从潮流、泥沙角度分析各取水方案对港池内水流条件和泥沙回淤的影响。结果表明:取水工程实施后整个港池内流速均不大,除取水口外,流速均在0.1 m/s以下。取水工程不会造成周边水域泥沙场的改变,对进港航道及港池淤积影响不大。取水工程实施后在设计最大取水流量范围内不会影响港口的正常运行。     

汛期落成洲整治建筑物对船舶锚泊安全的影响

随着落成洲整治建筑物的建成,该区域内的流场将发生一定的变化,对船舶的航行及锚泊造成一定的影响,利用计算流体力学软件,数值模拟整治建筑物建成前后该区域内的流场变化情况。结果表明:整治建筑物的建成将有效地防止水流对落成洲的冲刷作用,航道水流更加稳定;但是,落成洲左汊下游镇江危险品锚地所在区域内的流速将明显提高,不利于锚泊安全,尤其是汛期。因此,应加强对该区域的监测和管理。     

利用数学模型进行港内长周期波浪风险分析

针对港内长周期波风险问题,使用MIKE 21 BW模型建立了港内波浪传播数学模型。模型的构建使用了白噪谱和天然波况作为入射波浪条件。基于白噪谱的模拟结果,使用数字滤波技术分析了港池固有共振周期,并给出了相应共振周期下的水面高程和能量密度分布;基于天然波况的模拟结果,提取了泊位处的波高时间序列,以30 s为界限,分离出了长周期波。以西非某港为例,探讨了港池的长波风险,模拟结果可作为港池布局的参考依据。     

卸船作业模式下自动化码头AGV路径仿真优化

AGV作为自动化码头水平运输的设备,主要负责运输集装箱。受岸桥和场桥装卸能力、水平运输距离和集装箱作业量增加等因素影响,水平运输环节是制约自动化码头发展的瓶颈。结合港口码头作业实际,采用"模型+实例+仿真"的方法对自动化码头AGV路径优化问题进行研究。结合道路交通流理论,提出交通虚拟环岛策略以避免多AGV在码头行驶时产生冲突和拥堵。在卸船作业流程下,采用e M-Plant仿真软件,对提出的交通控制策略从不同角度进行仿真模拟。结果表明,AGV不同路径的选择影响着码头的作业效率。试验结果进一步提高码头作业效率,为自动化码头AGV路径优化提供参考依据。     

内河航道桥梁船撞时船体最大变形量研究

目前在桥梁船撞防护的专项设计或船撞力专题研究中,对船舶撞击力的研究和桥梁在船舶撞击作用下的响应关注较多,而对船体最大变形量的研究较少。基于ANSYSLS-DYNA软件,对4种不同载质量的内河代表船舶在3种航速、2种碰撞角度下撞击4种墩型的船撞工况进行数值模拟,提取船体最大变形量,并分析船体最大变形量与船舶载质量、撞击速度、桥墩类型及撞击角度的关联性,同时与经验公式做对比。研究结果表明,撞击速度及撞击角度是船体最大变形量的主要控制因素,桥墩类型与之关系不明显。     

基于多智能体仿真的自动化集装箱码头合理通过能力研究

针对自动化集装箱码头泊位合理通过能力评估问题,基于多智能体仿真建立采用"双小车岸桥(DTQC)+自动导引车(AGV)+自动化轨道吊(ARMG)"工艺的自动化集装箱码头装卸作业模型,对顺岸布置的自动化码头通过能力与码头服务水平、泊位数量之间的关系进行研究。仿真结果表明:码头服务水平(AWTAST)与泊位通过能力呈明显负相关关系,且在一定码头服务水平下,泊位合理通过能力随顺岸式码头泊位数量的增加显著提高。基于仿真结果进行公式拟合,提出了自动化集装箱码头的泊位合理通过能力估算方法,可以为自动化集装箱码头规划与运营提供决策支持。     

饶河鄱阳湖湖区航道整治疏浚方案

在对饶河湖区航道情况及碍航浅滩特性分析的基础上,建立研究河段的一维水流数学模型,利用实测资料进行模型验证。运用数学模型计算设计流量条件下的湖区航道各浅滩段航槽疏浚深度的关键参数及工程前后的水面线变化,分析工程后的水动力条件变化及航槽断面流速变化。结果表明,工程后研究河段水位下降,河段水力比降减小,湖区浅滩段航槽断面平均流速减小,双港下游河道段流速增加。采用规范公式计算航槽疏浚后湖区各浅滩段航槽的年回淤厚度,研究结果可供设计单位参考。