基于全耦合模型的海上吊装作业动力响应特征研究

针对现有海上吊装模拟方法不能有效考虑浮吊船舶—系泊系统—吊物系统之间的动态耦合,难以实现基座回转、吊臂变幅连续模拟问题,基于Matlab/Simulink、ADAMS联合仿真平台建立了海上吊装作业全耦合动力分析模型,探究了中长周期波作用下波浪周期、吊缆收放、基座回转、吊臂变幅等参数变化对吊装作业系统动力响应的影响规律。结果表明,波浪周期接近吊物系统固有周期时会引发共振,导致吊物摇摆幅值显著增加。基座回转、吊臂变幅等因改变了吊物的空间位置从而引发了浮吊船舶倾覆力矩的变化,进而对浮吊船舶运动响应产生显著影响。当基座回转90°后,浮吊船舶的横倾角增加约2.74°。

极浅水大潮差海域漂浮式海上光伏阵列系泊系统优化设计

面向海上太阳能资源开发,提出一种轻量化单层框架式漂浮式海上光伏支撑结构。为应对极浅水、大潮差给漂浮式海上光伏阵列系泊系统设计带来的极大挑战,考虑风、浪、流等环境载荷联合作用,采用时域耦合动力分析方法对漂浮式光伏阵列与系泊系统整体动力响应进行数值仿真,探究不同系泊参数对模块阵列运动响应和系泊缆受力等的影响规律。结果表明,合理选择系泊半径、浮子位置、浮子净浮力和预张力大小等可有效改善漂浮式海上光伏模块阵列的运动响应和系泊缆张力。基于此对系泊系统进行优化设计,并给出满足工程要求的系泊系统设计方案。

双船浮托荷载连续转移过程运动受力特性研究

针对传统分阶段模拟方法不能准确描述浮托安装荷载连续转移过程中驳船运动及缓冲装置受力特征的问题,本文利用具有时变特性的质量点对驳船连续压载过程进行等效表征,提出了一种计及荷载连续转移效应的双船浮托安装数值模拟方法,对荷载连续转移过程中驳船的运动响应特性、桩腿耦合缓冲装置和甲板支撑缓冲装置的受力特征进行了研究。结果表明:双船浮托安装荷载连续转移数值模拟方法可准确地模拟上部组块与导管架桩腿对接全过程,荷载转移过程中驳船纵倾可导致6个缓冲装置受力不均衡,进而引发荷载转移速率的差异。而在上部组块与导管架接触及上部组块与驳船脱离的瞬间,浮托安装系统的动力特征及受力特性发生突变,该特殊现象未在分阶段数值模拟或模型试验中出现。

海洋科学装备研究进展与发展建议

海洋科学装备是知海、用海、护海的重要基础。本文从深入认知海洋、合理利用海洋、积极保护海洋、有效管控海洋四方面对我国海洋科学装备的需求进行了剖析,系统梳理了世界海洋强国在海气界面观测装备、水下移动式观测装备、海底观测网络系统等海洋科学观测平台领域的发展现状,总结了未来海洋科学装备的发展趋势;阐述了我国在海洋遥感卫星、海洋科考船、海洋深潜器、海底观测网络等海洋科学装备领域取得的进展,对标国际先进水平分析了通用技术、核心装备、集成系统等方面存在的差距与不足。研究提出了适合国情的发展建议,包括基础理论研究和关键技术突破、新型海洋科学装备研发和成果转换、海洋科学装备共享机制和综合服务平台、国际合作机制和标准体系建立,以期为海洋科学装备更好服务于国家海洋强国战略实施提供方向参考。

92负刚度蜂窝结构压缩性能分析

为准确开展以黏弹性材料为载体的负刚度蜂窝结构数值模拟研究,提出一种基于黏弹性广义Maxwell模型的负刚度蜂窝结构压缩性能数值模拟法。进行了尼龙12的动态机械分析(DMA)测试,基于广义Maxwell模型拟合实测动态模量数据,得到反映尼龙12动态黏弹性的无量纲模量g_i和松弛时间τ_i。建立了负刚度蜂窝结构的有限元模型,基于实测的动态黏弹性参数,进行压缩性能的数值模拟研究,并同压缩试验结果进行比较,验证了数值模拟的准确性,利用数值模拟研究几何参数对结构压缩性能的影响规律。结果表明,基于黏弹性广义Maxwell模型的负刚度蜂窝结构数值模拟分析法可较准确模拟结构的压缩性能,为预测负刚度蜂窝结构的力学性能提供帮助。

Investigation of the Hydrodynamic Performance of a Novel Semi-Submersible Platform with Multiple Small Columns

This paper presents a novel semi-submersible(SEMI) platform concept, called the multiple small columns(MSC) SEMI that improves upon the hydrodynamic performance of the conventional SEMI. Unlike the conventional SEMI, the proposed MSC SEMI utilizes multiple small circular columns to support the deck and a large pontoon that increases the structural displacement. The novelty of the MSC SEMI is its reduction of the hydrodynamic load on the structure and suppression of its motion response, particularly in the heave direction. The MSC SEMI has the advantages of increasing the added mass, radiation damping, and natural period of the structure. A comprehensive investigation of the hydrodynamic performance of the novel MSC SEMI is conducted in both the time and frequency domains with a special focus on the resulting hydrodynamic load and motion response. Numerical simulation results demonstrate that the MSC SEMI concept can reduce the hydrodynamic load and motion response and improve the hydrodynamic performance of SEMIs as expected.