系泊浮体在浅水波浪中运动响应的计算研究

对于船舶在浅水中的运动和锚泊系统响应问题,使用时域方法计算一艘起重铺管船在浅水无航速系泊状态下在波浪中的运动响应.基于三维频域势流理论,应用SESAM软件计算浮体在规则波中的频域水动力参数及运动响应.通过频域到时域的转换方法,得到浮体在时域中的水动力系数和不规则波的一阶与二阶波浪力.在时域内计算锚链拉力,再耦合数值求解浮体时域运动方程,得到其在不规则波中的运动时历.最后,采用本方法计算铺管驳船在多点系泊状态下,在浅水波浪中的6个自由度的运动响应和锚缆张力,并将计算结果与模型试验进行比较.分析表明本方法能够提供具有工程精度的船舶运动性能预报.     

二维立管Helical Strakes绕流场的ANSYS-CFD分析

利用ANSYS-CFD软件模拟螺旋侧板(helical strakes)对立管涡激振动的抑制作用。对二维的光滑立管和覆盖两种不同螺旋侧板高程的立管,在不同的雷诺数下进行模拟分析,将得到拖曳力和升力结果与数值和实验结果进行对比表明,螺旋侧板可以影响拖曳力和升力的变化,扰乱流场,很好地抑制漩涡的产生。     

考虑地基性状时间变化的沉管隧道变形分析

沉管隧道纵向软弱土层往往分布不均匀,并且软土地基的性状随时间变化,当前修建的港珠澳沉管隧道为通过接头连接的半刚性节段,接头作为管体中最薄弱的部分,易发生较大差异沉降。考虑到沉管隧道受力变形受到随时间变化的软土地基性状的影响,将管节简化为Timoshenko梁模型,将土层简化为Kerrr地基模型,考虑地基刚度随时间的变化及接头的受力,推导出不同边界条件影响下隧道的受力与变形方程,进一步分析沉管隧道的管节差异沉降。以港珠澳沉管隧道工程为例,计算建设期全回淤工况下的沉管隧道节段-接头竖向位移,通过与实测数据对比,经分析表明：1)建设期的接头传递前后节段间的竖向差异沉降和转角差;2)本文理论模型的计算沉降和实测沉降变化趋势相近,基于理论模型的计算沉降值大约为地基沉降值的5/6;3)不考虑节段接头影响时,当等效弯曲刚度折减系数取1/7,等效剪切刚度折减系数取1/14,得到的隧道纵向变形基本等价于考虑接头影响的管节节段变形;4)对于长大沉管隧道,柔性边界模型计算沉降值伴随边界-转角刚度的增大而减小。因此,基于Kerr地基Timoshenko梁假设的简化模型能更好地描述沉管隧道节段-接头竖向位移特征...     

机动管线水底裸管铺设稳管方式分析比较

机动管线由一根根的管子用连接器或自身阴阳头连接而成,与固定管线相比,在结构形式、铺设方法、使用周期等方面有许多不同,其稳管方式具有独特性。对机动管线水底裸管铺设的稳管方式进行分析,建立管线集中压载稳管和均布压载稳管的数学模型,通过力学计算对两种压载方式进行比较,确定管线稳定的最优方式。提出应用均布压载方式的稳管方法并进行对比,探讨更适于机动管线的水底铺设形式。     

架空裸管冬季输送-5号柴油结蜡溶蜡规律实验

在环境温度较低的冬季输送-5号柴油时,当外界温度低于柴油析蜡点温度时,油品中的蜡晶会析出附着在管壁上,后行油品使其溶解会导致混油段拉长、混油量急剧增加。通过对-5号柴油在低温状态下进行结蜡溶蜡实验,得到-5号柴油在冬季输送时结蜡溶蜡规律。针对南方某石化公司罐区至供销部码头管线的实际情况,分析结蜡溶蜡规律,提出冬季气温低于-5号柴油析蜡点温度时的油品输送方案,为南方某石化公司供销部储运设施及能力整合优化提供依据。     

复杂预应力对立管参激振动特性的影响分析

针对立管结构中存在着复杂预应力分布的现象,提出了立管在只考虑顶端平台升沉激励引起的纯参激振动问题。基于结构预应力理论,建立了含复杂预应力的立管结构运动控制微分方程,提出了一种可适用于含复杂预应力分布的立管参激振动特性分析方法。以此为基础,应用数值计算对比了复杂预应力对立管结构的自然频率、振型等振动特性的影响。计算结果表明,复杂预应力的存在对立管结构的动力特性有着重要的影响。     

整流罩对深海立管水动力影响的数值模拟研究

应用CFD大涡模拟方法,对附有整流罩的深海立管的水动力影响效果进行了三维数值模拟。对不同的弦厚比在雷诺数分别为3 900、10 000和20 000条件下进行模拟分析,得到立管后方阻力系数、升力系数、斯特劳哈尔数及其频谱等特性。模拟结果表明:整流罩对立管升力和阻力有明显的抑制效果,相较于光滑立管,阻力系数均值降幅最大达到24.1%,升力系数均方根值降幅最大达到81.1%。阻力系数均值随弦厚比的增加先减小后趋于平稳升力系数均方根值随弦厚比的增加而增加。对比结果显示,弦厚比为1.2~1.6时,整流罩对立管的升力和阻力抑制效果较好。     

顶张式立管液压气动式张紧器的模拟方法

综合考虑液压气柱的张力-冲程非线性关系、液压气柱与立管之间的夹角以及平台-张紧器-立管之间的耦合关系,研究顶张式立管液压气动式张紧器的不同模拟分析方法。选取3种典型工况,对不同张紧器模拟方法下立管的动态响应进行仿真计算,分析比较不同模拟方法的科学性和适用性。结果表明:在顶张式立管分析过程中,张紧器的合理模拟至关重要,是否考虑液压气柱和立管之间的夹角对立管响应的影响不大;恒定集中力模型不能反映立管张力的变化规律,而且立管响应也存在较大差别,故不宜采用;线性模型可用于平台运动幅值较小的情况;非线性模型最能反映张紧器的刚度特性,且在极端载荷环境下尤为适用。     

艉管后轴承倾斜度对轴承负荷的影响研究

研究艉管后轴承不同倾斜度下轴承负荷的变化规律,应用有限元法和基于Fortran语言的传递矩阵法进行仿真模拟,完成不同倾斜度在整个轴系下的合理校中计算,结果表明：艉管后轴承的倾斜程度对艉后轴段负荷的影响效果显著,其首端边缘负荷的变化量要远大于末端;合理的倾斜调整可使轴系的负荷分配和弯矩状态更为均匀;随着各轴承轴向位置的增加,倾斜对负荷的影响趋于平缓。     

大面积淤泥质土吹填高程及平整度控制

针对传统吹填不平整、严重积水等问题,结合苍南县江南海涂围垦区吹填及软基处理二期工程Ⅰ标段A2区吹填施工实例进行研究,通过吹填高程的实时动态计算,确定吹填高程,采用进塘管技术及分层吹填、分散布置水门等有效措施保证各吹填分区的验收高程、吹填平整度、吹填区无积水,并起到缩短排距、降低成本、减轻围堰安全压力等作用,确保吹填质量。