基于数字孪生的LNG港池平面优化设计方法及应用研究

为了实现港池水域设计与数字化的融合,优化港池水域平面设计方案,提高LNG船舶进出港的安全性,研究了一种基于数字孪生技术的LNG码头港池水域平面布置设计优化方案。依据LNG船舶和港作拖轮的实体特性,提取几何特征和水动力参数,构建孪生虚拟模型,应用感知数据技术,建立虚实映射关联模型,将LNG船舶和港作拖轮实际的运动状态,与智能数字化的技术精准融合,并在所搭建的虚拟环境中完成进出港和靠离泊测试,根据试验结果优化进出港航道及码头平面布置的设计方案,实现数字孪生技术在LNG码头设计过程的应用。

阳江闸坡世界级渔港水域布置设计要点

渔港作为发展海洋经济的重要基础设施,其建设缺少完善的标准文件,同时渔港锚泊水域及码头作业条件相较于一般港口工程更为严格,因此渔港水域布置方案对后期的顺畅运营具有重大影响。结合实际工程案例、规范、地方规划及标准总结渔港防波堤、码头及锚泊水域建设标准,并以阳江闸坡世界级渔港为例归纳渔港建设设计思路;依据当地波浪观测资料分析渔港作业特点,在总体规划方案的基础上提出近期忽略掩护频率较低的偏北向浪的实施方案,以节省工程投资,并结合波浪数学模型和整体物理模型等试验对水域布置进行验证和优化。

阳江闸坡渔港波浪整体物理模型试验研究

在港口海岸工程中,防波堤的尺寸及平面布置对港内各处波高分布有着至关重要的影响。文章针对阳江闸坡一级渔港进行了波浪整体物理模型试验,利用82个波高传感器,测量了港区初步设计方案实施后设计高水位50 a一遇波浪重现期条件下的波高分布。结果表明,各向浪作用下已有内港池H 1%波高小于1 m的锚泊区面积可达61.4万m 2,内外港池H 1%波高小于1 m的锚泊区面积可达67.4万m 2,掩护水域面积满足一级渔港要求,但方案对偏北的浪向掩护效果相对较差。试验发现,南堤和西堤外的深槽地形引起波浪折射,对堤外波高分布产生较大影响。在此基础上,试验对规划方案进行了初步评估。在W向浪作用下,延长的防波堤有效地增加了外港池掩护面积,外港池内H 1%波高小于1 m的600 HP及以下渔船锚泊区面积比初步设计方案增加约4.6万m 2。试验结果为防波堤平面设计提供了科学依据。

粤东海域某电厂配套码头工程总平面布置思路及其方案优化

针对粤东海域风浪较大、岩石埋深浅、岛礁多等复杂建港条件,结合电厂建设对配套码头工程、防波堤和水域的设计要求,通过对波浪、海流、泥沙及工程地质等建设条件进行分析,进行了码头起步方案、码头前沿线位置及平面布置型式的比选,并结合作业天数、停泊波高及取排水要求优化防波堤布置,通过勘察、船舶操纵仿真及通航结论论证水域布置,最终提出适宜电厂使用要求、与当地条件相适应的总平面布置方案。

防台锚地的选址和设计

介绍南海台风特点、我国防台体制、防台锚地的选址和防台锚地的设计要点(包括锚泊方式、锚地主要尺度等),为防台锚地的设计提供参考。

海港候潮锚地锚位数计算

港口岸线资源紧张,大吨级船舶或通航数量较少的船舶一般考虑乘潮进出港,并相应配置候潮锚地,针对目前尚无适合候潮锚地锚位数计算方法的问题,进行实地调研和有关规范标准研究,采用理论分析方法,提出影响候潮锚地锚位数因素,主要包括潮汐特征、航道管理及船舶到港时间规律等,且对这3个影响因素进行分析,得出一种适合海港候潮锚地锚位数的计算方法,并经实例验证。结果表明,该计算方法合理可行,可为锚地规划与设计提供借鉴。

基于随机服务系统理论综合性港口锚地计算方法研究

本文首先分析了《海港总平面设计规范》(JTJ211-99)提出港口锚位数的计算方法存在问题及其使用的极限性,后介绍随机服务系统理论。通过对待泊锚地、侯潮及避风锚地的计算,且对各类锚地进行优化配置,最终给出综合性港口锚地的计算方法,为同类港口的锚地计算提供参考。

大直径圆筒波浪力计算方法研究进展

简要地介绍了大直径圆筒结构的特点及其在国内外港口工程中的应用情况。且对国内外学者关于连续式大直径圆筒结构上的波浪力进行了归纳和总结,指出存在的问题及解决问题的思路与方法。

船舶制动水域长度设计方法研究

本文中分析和总结国内外规范中制动水域长度的计算方法,介绍了制动水域长度的半概率设计方法,并通过工程实例分析,比较各国规范制动水域长度计算结果,最终得出国际通用的船舶制动水域长度设计方法。

海上油气勘探生产服务支持基地设计难点分析

针对为海上油气勘探生产服务提供支持的专用基地甚少，其功能定位、码头及基地建设规模确定、基地选址和平面布置尚无相应标准或规范的问题，综合以往项目的设计经验，对该类基地设计难点进行总结分析，为今后同类型基地设计提供借鉴。

湖区风浪统计特性的研究

根据湖区的现场观测资料,利用数理统计和理论分析相结合的方法,探讨了湖区的波高和波周期的一元和二元联合分布,并给出了该湖区波浪的各种统计特征值,提出了波高、波周期和两者联合分布的经验分布模式。该公式为确定湖区风浪统计特征值提供依据和参考。

基于二阶Stokes波下海岸悬沙浓度的理论分析

分析扩散理论解决悬移质垂线分布存在的问题,介绍一种求悬移质绝对含沙量的计算方法,将近底含沙量选在紊流边界层的上边缘。采用二阶Stokes波理论求近底波浪水质点流速最大值及相应的振幅。利用现场测量资料证明公式的合理性,进而表明了公式所依据的基本理论的普适性。

海港锚地锚位数计算

针对海港不同功能锚地锚位数和总锚位数无适用计算方法的问题,调研国内沿海港口使用、管理部门并收集现有规范及有关文献资料,分析各种计算方法适用范围、存在问题及局限性。提出引航、候潮、待泊、应急和检验检疫、过驳和避风等锚地锚位数计算方法,考虑到各功能锚地可共用,且大风天气时船舶均出港避风,为此,认为港口总锚位数宜取避风锚地锚位数与其他功能锚地锚位数之和中的大值。通过实际案例进行验证,计算结果较为合适,为海港锚地锚位数计算提供借鉴。

越浪对斜坡式护岸后方危险品管廊的影响

随着极端灾害天气的增多,建港条件恶化,已建斜坡式护岸不能对后续建设的危险品管廊形成安全掩护。论证掩护危险品管廊斜坡式护岸的防潮、防浪和越浪量标准,采用规范公式计算掩护危险品管廊的斜坡式护岸堤顶高程,通过波浪断面物理模型试验研究越浪量、越浪水面线、越浪落水点位置和波浪力,分析越浪对斜坡式护岸后方危险品管廊的影响,提出堤顶高程无法满足越浪量控制标准的管廊建设方案。

某汊道交汇海域港口平面布置

汊道交汇海域港口工程位置特殊,受两股涨潮流汇合与落潮流分流交汇、周边工程及工程自身填海等影响,工程区水域水流复杂,港口平面布置存在其特殊性。分析汊道交汇海域港口平面布置的主要影响因素,对码头前沿线走向、工程陆域填海进行多方案比选论证,并通过工程潮流整体数学模型试验及泥沙回淤分析研究验证方案的合理性,最终提出与汊道交汇海域建港条件相适应的港口平面布置方案。

低桩承台直立结构波浪爬高与越浪量

针对国内规范缺乏直立式海堤波浪爬高和越浪量计算方法的问题,以深圳机场三跑道海堤设计断面为研究对象,通过物理模型试验,研究不规则波作用下低桩承台直立堤波浪爬高与越浪量,分析了波浪周期、堤顶超高、防浪墙挑檐宽度等影响因素与波浪爬高和越浪量的关系。采用最小二乘回归方法拟合,得出直立式海堤波浪爬高计算方法。运用多元线性回归方法拟合,得出直立式海堤越浪量计算方法。将越浪量计算值与试验值进行比较,表明两者具有较好的相关关系。

东洞庭湖最大熵法风浪谱估计

根据东洞庭湖风浪观测资料,分析了最大熵法估计风浪谱(MEM)的谱型曲线的影响因素.研究结果表明,MEM法提高了谱估计的精度,对于较短的序列也能得到较好的谱估计结果.由最终预报误差准则(FPE准则)确定最大熵谱的阶数M,得到了东洞庭湖小风区风浪谱的估计公式以及波浪要素与谱的关系式.利用该公式计算的结果与实测值比较,符合良好.

南洞庭湖风浪波高和周期的分布

根据南洞庭湖的实测资料,假定波浪要素的分布规律符合Weibull分布,应用数理统计和理论分析的方法,给出了风浪波高和周期的分布函数式,并得出了波高与波周期的关系式,且与太湖的实测资料符合良好.给出的公式为确定湖区风浪要素提供了依据.

河港挖入式港池口门轴线布置对港池淤积影响分析

根据浑水和清水模型试验,分析了挖入式港池轴线与主流在不同夹角θ的情况下的回流水力特性、不同θ和主流含沙量与港池布置形式时港池淤积强度、淤积量和淤积分布情况,所得到的θ与淤积之间的变化关系可为内河挖入式码头的合理布置提供重要依据。研究结果与现场调查资料进行了对比,吻合较好。

海港锚地最小设计水深计算方法的数学模型

针对海港锚地的最小设计水深计算方法,进行了数学模型研究。采用UNDERKEEL计算模型,研究波浪作用下的船舶竖向运动,输出可提供船舶竖向运动的幅值响应算子(RAO)。研究中将锚地水深值按照1.2~2.5倍船舶吃水(T)以步长为0.05 T增量作为输入参数进行计算研究,得出不同类型和等级的船舶在不同波高和波周期影响下的触底概率。根据选取的允许触底概率得出海港锚地最小设计水深与船舶吃水的参数关系,最终给出海港锚地最小设计水深的计算公式。相关研究方法和计算公式可以为海港锚地设计项目提供参考,并可作为海港锚地相关设计规范编制的参考资料。