缆绳材质对不同波浪工况下系泊油船运动影响研究

运用MIKE 21 Mooring Analysis系泊分析软件,针对15万t系泊油船,研究在横浪、顺浪作用下,缆绳属性变化对于系泊油船运动量以及缆绳受力的影响。研究结果表明,在横浪的工况下,系泊油船的横移、纵移、回转三个运动量随着缆绳刚度的增大而减小;在顺浪的工况下,在入射波浪周期较小的情况下,随缆绳刚度的增大,系泊油船的纵移运动量减小、纵摇略有增大。在入射波浪周期较大的情况下,随缆绳刚度的增大,系泊油船的纵移运动量增大、纵摇减小。横摇、回转、横移三个运动量大体上随缆绳刚度的增大而增大,但是变化幅度较小。两种工况下升沉量基本不随缆绳刚度变化。

波浪在珊瑚礁地形上破碎特性试验研究

对波浪在珊瑚礁地形上的传播特性进行了物理试验研究,将珊瑚礁地形简化为坡度为1∶5的陡坡(向海坡)加较长水平礁坪段的地形,对规则波和不规则波在该地形条件下的波浪破碎及波高沿程衰减进行了研究。结果表明,波高较小时,波浪破碎发生在礁坪上,但随着入射波高的增大,破碎位置逐渐向来浪方向移动,直至在向海坡段破碎。对于在礁坪上破碎的波浪,相对水深db/L0一定的条件下,破碎波高与入射波陡H0/L0相关,且变化趋势受相对水深db/L0的影响。同时给出了该地形条件下波浪破碎指标以及礁坪段破碎后沿程波高的计算公式。

无反射不规则波造波机系统的研究

水槽不规则波的波浪试验中,造波机和建筑物之间波浪的多次反射是影响试验精度的重要方面,本文给出了水槽中不规则波造波机无反射造波的方法,提出了不规则波代表频率的确定方法,长时间造波试验研究结果表明,该文提出的方法是有效的。

多向不规则波绕射的数值模拟

采用有限元求解 Boussinesq方程数值计算模型 ,对单突堤和双突堤的波浪绕射进行了数值模拟 ,并与物模试验进行对比验证。模拟结果表明入射波浪的方向分布对波浪的绕射具有明显的影响 ,使防波堤后的波浪增大 ,开阔区域的波浪减小 ,波浪的方向分布对港内波浪的分布具有一定的均化作用。

三维波浪在岛礁地形上破碎特性试验研究

对三维波浪在岛礁地形上的传播特性进行了物理模型试验研究。为了探究三维波浪在岛礁地形上传播的破碎指标,将岛礁地形简化为1∶5的向海坡与水平礁坪相连的物理模型。对于不同波况下的规则波、不规则波、多向波在该地形上的破碎特性进行了研究。结果表明,在该地形条件下,较大入射波高的波浪均在礁坪上发生破碎,并且随着入射波高的增大,破碎位置向来浪方向移动,破碎指标与入射波陡H_0/L_0相关,斜向波浪传播受入射角度的影响。同时,文中也给出了在该地形下波浪的破碎指标,并将三维结果与二维结果进行了对比。

数值求解Boussinesq方程的有限元法

本文基于有限元方法 ,采用线性单元 ,通过节点周围单元内的一阶导数的加权平均来确定单元节点上变量的一阶空间导数值 ,建立了求解 Boussinesq方程的数值计算模型 ,模型中 ,时间的积分采用 Adams- Bashforth- Moulton预报—校正法 。

多向聚焦破碎波的实验研究

该文采用两种不同频谱形式(等波陡和等波幅)、不同水深,通过波浪聚焦的方法在水池中产生多向聚焦波和破碎波,实验研究了破碎波的波面特性、破碎波的破碎指标及传播过程中的频谱变化,结果表明频谱形式、水深及方向分布对破碎波浪特性有明显的影响;波浪传播过程中频谱高频部分有明显的变化;波浪破碎过程中的能量损失主要来自波浪频谱高频部分。

较长周期波浪作用下系泊船舶离泊波浪标准的试验研究

系泊船舶的离泊波浪标准是保证船舶系泊安全的重要参数,尤其是在较长周期波浪作用下,系泊船舶安全是需要关注的重要问题之一。本文对不同吨位油船、LNG船和散货船进行了较长周期波浪作用下的系泊试验研究,分析了船舶缆绳拉力随波浪周期的变化规律,提出了用以估算缆绳最大拉力的经验计算公式,并结合相关规范要求,给出了较长周期波浪作用时离泊波高随周期变化的折减系数。研究成果可以为实际工程设计提供参考。

入、反射波浪场中方向谱和反射系数的确定

本文采用数值模拟波浪和物模试验的方法,对采用多种仪器和改进的贝叶斯方法(MBDM)观测和分析入、反射波共存场中多向不规则波的方向谱和反射系数进行了验证.结果表明:浪高仪阵列可测得较好的结果;MBDM基本上能分辨波浪的方向分布,在波能的主要分布范围内,算得的反射系数与输入值也基本一致.

数值计算域内产生波浪的方法

解决入射边界域内反射波浪吸收问题的方法之一是在域内产生所需的波浪 ,而在边界处采用其它方法来吸收域内反射波浪 ,本文采用源函数的方法 ,给出了Boussinesq方程计算域内产生波浪的方法 ,典型波浪的数值模拟计算结果表明 。

Spar平台垂荡板水动力特性强迫振动试验研究

采用强迫振动试验的方法,对Spar平台不同振幅和不同振动频率下的附加质量系数和粘性阻尼系数进行了系统研究。分析研究了实心垂荡板和开孔垂荡板对Spar平台水动力特性的影响,并将Spar平台整体模型的试验结果与圆柱体和单独考虑垂荡板时的试验结果比较,结果表明垂荡板结构能有效提高Spar平台的附加质量系数和粘性阻尼系数,在KC=0.2～1.3时,开孔率为5%的开孔垂荡板Spar平台和实心垂荡板Spar平台相比,粘性阻尼有所提高但是附加质量减小。试验进一步研究了垂荡板间距对Spar平台水动力性能的影响,得到了水动力系数随垂荡板间距的变化情况,研究成果对实际工程中Spar平台的优化设计具有一定的指导意义。

考虑边界波浪方向的缓坡方程自适应求解模型

缓坡方程是描述近岸波浪运动较好的数学模型之一。在发展的自适应有限元求解缓坡方程的基础上,采用迭代求解的方法,确定波浪相对于边界的入射方向,从而对边界条件进行改进,建立了求解缓坡方程的数值计算模型。典型算例表明,考虑波浪相对于边界的入射角度后,模型可以更好地模拟吸收波浪边界,同时对多向波对双突堤的绕射进行了模拟研究,与试验结果比较表明,所建立的数值计算模型能够适用于多向不规则波传播过程的模拟研究。

三维极限波的产生方法及特性

极限破碎波浪是造成海洋结构物破坏的主要因素之一,对极限波浪的产生方法和特性进行研究具有重要的工程意义.利用长波传播快、短波传播慢的原理,从理论上给出了产生三维极限波的方法,利用基于Boussinesq方程的数值模拟对该方法进行了验证,同时研究了中心频率、频率宽度和频谱形式等对极限波浪特性的影响,为该方法的进一步应用提出了建议.

多向不规则波群的数值模拟

基于单向波群的数值模拟,引入方向分布函数,按给定的频谱、波群因子和方向分布参数,建立了多向波群的数值模拟方法,通过典型的算例表明方法的有效性,并对模拟结果进行了统计分析,研究了波浪群性与波浪统计特征之间的关系。

分段式造波机生成波的方法和特性

本文叙述了分段式造波机生成波的理论和方法，通过试验确定了造波板前过渡段的长度，研究了分段式造波机生成波浪的特性，并将规则波的试验结果与理论结果进行了比较，给出了有效实验区的范围，可供实际应用时参考。

多向不规则波有效试验区的扩展法

实验室中一般采用分段式造波机来产生斜向或多向波，但其中存在几个问题，最主要的是有效试验区较小。扩大有效试验区的常用方法是采用边墙反射法。本文首先叙述了应用边墙反射产生斜向波和多向波的方法，通过物理模型试验对该方法进行了验证，试验结果表明采用边墙反射的确可以扩大有效试验区的范围。

不规则波浪入、反射波时域分离方法

波浪的反射分析是波浪与建筑物相互作用研究中的重要课题 .利用数字滤波 ,建立了时域分离入、反射不规则波的计算方法 .数值试验结果表明 ,该方法可以给出入、反射波浪的时间过程 。

Spar平台垂荡板强迫振动水动力特性试验研究

采用强迫振动试验的方法,对Spar平台垂荡板不同振幅和不同振动频率下的附加质量系数和阻尼系数进行了研究,对不同板厚板宽比和不同边缘形状垂荡板的水动力特性进行了比较分析,结果表明板厚板宽比对垂荡板水动力性能影响较大,而板的边缘形状对其影响很小。三块垂荡板的多板试验结果与单板试验结果比较,得到了垂荡板水动力系数随板间距的变化情况,研究成果对实际工程中垂荡板的优化设计具有一定的指导意义。

海洋平台风荷载物模试验的雷诺数效应研究

根据弗洛德准则设计1:1、1:10,1:20…1:100共11种不同比尺的平台模型,确定相应的风速,利用Fluent模拟计算不同比尺下作用于平台模型上的风荷栽,得到不同雷诺数条件下的试验结果,获得弗洛德准则设计平台结构模型试验的雷诺数效应。结果表明,海洋平台风荷栽模型试验的雷诺数效应随模型比尺的增大而变小,模型比尺较小时.模型试验所得成荷栽比实际风荷栽大。

方向谱的分析方法

概述了常用的四种方向谱分析方法。通过数值模拟互谱和多向不规则波以及水池实验，对比分析了各种分析方法的方向分辨力。同时探讨了测波仪器陈列型式、陈列中仪器个数和间距、波浪方向分布宽度以及互谱误差等，对各种方法分析结果的影响，表明贝叶斯方法是最有效而稳定的，建议采用。