基于CFD的浅水条件下工程船水阻力快速预报方法

为准确预报工程船的流阻力,以杭州湾铁路桥施工中的“水欣麒”号打桩船为研究对象,参考同类型船的阻力系数试验值,采用计算流体力学(CFD)方法对考虑锚泊约束的打桩船阻力进行预报。数值计算结果表明:在深水条件下,相比采用悬链线约束船舶得到的船舶阻力,完全限制船舶运动的计算误差不超过1.52%;在浅水条件下,锚泊无法完全限制船舶运动,船舶升沉、横倾和横摇对船舶阻力计算的影响较大,此时不考虑船舶运动得到的阻力相比悬链线约束条件下的阻力计算结果偏小,其误差最大达到26.6%;完全放开船舶的升沉和横摇自由度之后,计算得到的船舶横倾和横摇值比锚泊约束下的结果更大导致船舶兴波更剧烈,兴波阻力变大导致计算得到的总阻力偏大;考虑到不同锚泊方案对船舶运动的限制程度不同,从安全性的角度考虑,进行较为保守的阻力修正是有必要的。

海上光伏施工打桩船海工吊底座结构优化设计

打桩船是海上光伏施工过程中常用的一种专用特种作业设备,为提高作业效率,海工吊采用单立柱底座悬臂梁结构,其作业特点是起吊作业高度高、作业半径大、起重作业重量大,合理设计海工吊底座结构对增强底座结构强度和稳定性极为重要。结合打桩船吊车作业结构特点,以实际作业条件为边界,利用大型通用有限元计算软件PATRAN+NASTRA对不同作业工况下的海工吊底座受力情况进行有限元分析计算。结果表明:所有工况下的各种应力均不超过许用应力,验证了海工吊底座结构设计的合理性。相关成果可为海工吊底座的结构优化提供参考。

狭水道吊拖无动力打桩船实例

打桩船是能在水上施工打桩的船只,是海上工程利器。风力发电或者油气平台的建设、沿海码头的建桩、跨海大桥水下打桩,都需要打桩船来承担主要的工程任务。通过一次无自航能力打桩船海上吊拖作业实例,分析海上吊拖作业过程中的影响因素及大型无动力工程船舶海上吊拖作业过程的操纵方法和注意事项,具有一定的借鉴作用。

海上风电打桩船运动响应分析

针对双体打桩船在海上打桩施工中的安全性问题,建立了打桩施工过程中风浪流作用下施工船及锚链的耦合系统数值分析模型,通过计算得到了频域及时域下船体的运动响应.根据对施工环境条件及打桩垂直度要求,计算了打桩船多种施工工况下的运动响应,并对双体打桩船施工安全性进行了评价.

基于大型打桩船桩架的三维力学特性分析

应用国际广泛使用的大型通用结构有限元分析程序ALGOR对110m大型打桩船桩架进行了三维力学分析,该装备是国内最高并在海上施工的桩架,因此对各工况进行了详细的分析研究,并给出了合理的设计建议。对从事该领域设计施工者有一定指导作用。

急流条件下的水下检测系统运动响应分析

针对水下机器人(remote operated vehicle,ROV)抗流性能弱,且在急流条件下开展水下检测难度大等问题,设计了一套由ROV、抱缆装置、张紧型锚缆系统,以及声呐设备组成的水下检测系统方案,使其适用于急流条件下水下结构物施工质量和健康状态的检测.采用AQWA软件计算得到多种工况下水下检测系统的运动响应,分析相关设计参数对系统的水动力性能的影响规律.结果表明:在来流角度小于20°的急流条件下,所提出的水下检测系统方案可保证ROV及声呐设备工作的稳定性,满足水下检测的相关技术指标及要求.

深水中长周期波浪下打桩船动力响应研究及系泊系统优化

工程船舶在海况条件相对较差、受中长周期波浪影响的海域作业时,其作业窗口期一般较短,通常会降低施工工效,严重时也会引发系泊系统破坏或船舶倾覆事故。为了有效地解决这类问题,以海力801打桩船为例,采用水动力AQWA软件对该船舶在南美某海域风浪流共同作用下的运动响应以及系缆受力进行数值模拟,研究了不同水深、抛锚缆长度和预张力等参数对船舶运动的影响。计算结果表明,在深水区系泊有助于缓解船舶的纵横摇运动;抛锚缆长度选取6~10倍水深时,船舶运动响应和系泊系统整体受力较小;横摇运动对预张力的变化较为敏感,但是预张力对纵摇运动几乎没有影响。

湛港“消拖601”主机节油优化方法

本文以湛港“消拖601”船为对象,对拖轮降速节油原理进行分析计算。结果表明:选择合适的主机运转速度,可以极大地节省拖轮的燃油消耗;另外,使用燃油添加剂,也可以在一定程度上节省燃油消耗量。

打桩船功率匹配及恒张力控制液压系统的设计与仿真

结合中交二航局筹建的110 m打桩船的动力配置和技术参数,完成该打桩船功率匹配及恒张力控制液压系统的设计。基于AMESim仿真软件平台,建立打桩船移船绞车液压回路和桩架变幅液压回路的综合仿真模型,并进行系统数值仿真和分析。结果表明:所设计的系统能简化液压设备的管道配置,且具有功率利用合理、沉桩定位准确和安全可靠等特点,可为110 m打桩船的研制及国内其他大型打桩船的改造提供参考依据。

新型双体打桩船的方案设计研究

介绍一种新型工程船舶—双体打桩船的设计,可满足港口和近海打桩作业的需求。与普通打桩船相比,双体打桩船具有较好的稳性和操纵性,可适应多种作业环境。在双体打桩船总布置完成的基础上,校核结构强度,尤其计算片体之间连接桥的横向强度和抗扭能力,并进行稳性计算。结果表明,符合《钢质海船入级与建造规范》要求。

浅谈内河高频液压振动打桩船

论述了内河高频液压振动打桩船的概况、主要技术参数、操作施工原理、船舶特性、存在问题及改进建议。

“航工2号”桩架改造方案的有限元分析

针对某打桩船的改造设计,利用有限元分析软件ANSYS,对不同方案进行了结构强度的计算与载荷应力分析。通过对原有桩架的应力分析,并且根据所需的运行工况,提出了加高加固的改造方案。通过不同荷载工况下的综合分析与比较,结合工程实际,确定了较合理的改造方案。

打桩船桩架结构强度有限元分析

利用MSCPatran和MSCNastran对某打桩船进行桩架结构强度有限元分析,校核打桩作业时桩架在倾斜范围内的安全性,并绘制桩架的起重特性曲线.

140米级打桩船关键技术的研究

为满足海洋工程建设逐步向外海深水区发展的需求,在总结现有打桩船研究成果的基础上,研发了目前全球桩架最高、吊桩能力最大、施打桩长最长、抗风浪能力最强的140米级打桩船。结果表明:该方案通过对主要量度选择、船舶定位技术、船体及桩架结构轻量化技术的研究,解决了其中的关键技术问题,满足了船东的具体作业需求。

83 m架高打桩船桩架制造工艺

桩架是打桩船的主要工作设备,锤击沉桩和吊举重物,均要通过桩架进行。桩架的装配精度和焊接质量直接影响打桩船的建造质量及使用性能,文章对83 m架高打桩船桩架的建造方案和焊接工艺进行了详细研究,并制定了桩架的装配焊接工艺流程。实船焊接结果显示,通过此工艺装配焊接的桩架,焊接变形较小,装配精度满足要求。此工艺可以指导其他船舶桩架装配焊接施工参考。

涌浪及长周期波作用下打桩船动态响应试验研究

工程船舶由近岸施工逐渐走向外海施工,然而非洲和拉丁美洲的一些国家海域波浪周期较大,对工程船舶安全作业带来很大困难。通过物理模型试验,系统研究了打桩船在涌浪长周期波作用下的动态响应,给出船舶运动量随波浪的变化规律,特别是波浪周期接近船舶自振周期或锚泊系统自振周期时,船舶的运动量增大明显。有关研究成果可为打桩船外海作业特别是涌浪长周期波海域施工作业提供技术参考和支撑。

浅议内河高频液压振动打桩船

介绍了内河高频液压振动打桩船的概况、主要技术参数,根据高频液压振动打桩船的操作施工原理、船舶特性,指出其存在问题并提出改进建议。

128m打桩船桩架结构强度及模态分析

以128 m打桩船桩架为分析对象,利用ANSYS有限元软件建立桩架结构三维模型,模拟其在有风起吊、放置拖航这两种工况下的各构件应力及结构响应状态,校核桩架整体结构强度和稳定性,同时对桩架结构进行模态分析。模拟结果表明,桩架在这两种工况下的材料强度满足安全要求,并就所得数据对桩架的运行安全提出建议。

打桩船航工桩一号桩架强度分析

本文对打桩船航工桩一号的桩架强度进行了分析,提出冲击载荷可能是导致桩架破坏的原因。并对加强后的桩架强度进行了全面计算,为修复设计提供了强度依据。

打桩船桩架管节点焊接研究

介绍了打桩船桩架管的焊接,结合具体项目进行了焊接工艺评定试验。通过试验验证了焊接工艺的可行性,并确定了合理的焊接工艺,保证了焊缝质量并有力保障了打桩船恶劣工况下的安全性。