平台内TMD对新型Barge浮式风机振动抑制的研究

Barge型浮式风机是发展海上风电的重要装备,其运动响应可以通过被动控制装置调谐质量阻尼器(tuned mass damper,TMD)有效抑制。基于ITI Energy Barge风机,本研究设计了新型Barge浮式风机基础,建立平台配置TMD的风机动力学模型,在浮动平台内配置不同位置、质量、阻尼参数TMD,研究风浪载荷作用下风机平台配置最优参数TMD前后浮式风机运动响应的变化。结果表明:在新型风机平台内浮筒顶部配置质量比3%、阻尼比6%的TMD后,风机塔顶前后和左右位移分别减小15.56%、44.93%,平台纵摇和横摇抑制率达到22.97%、62.79%,风机塔基前后和左右弯矩分别减少15.62%、39.8%。此时,TMD控制效果最佳,风机整体稳定性大幅提高。

天鲲号绞吸挖泥船挖岩作业配套船舶技术研究

随着全球经济增长和疏浚业的扩大,大型绞吸挖泥船已成为这一领域的关键装备。文章专注于提升超大型绞吸挖泥船“天鲲号”的效能。通过分析该船在挖岩工程中的挑战,引入了“挖-运分离”的高效物流策略。为实现这一目标,建议开发一艘专门与天鲲号配套使用的开体式耙吸挖泥船。文章详细讨论了开体式耙吸挖泥船在主尺度和舱容、快速靠泊、泥舱结构和强度、疏浚系统和船舶布局等方面与天鲲号的匹配问题。提出了一个新颖的开体式耙吸挖泥船方案,能够完全满足配合天鲲号挖岩装驳和运输的需求,实现“挖-运分离”物流策略;能够开展后期扫浅挖泥作业,减少天鲲号的占用期,从而显著提升整体经济效益。

填海造陆工程中建筑废料的绿色环保应用技术

结合某工程技术要求和限制因素,开展了建筑废料填海技术研究。通过对建筑废料的物料特性分析,提出三级台阶和低摩擦阻力型的棒条型筛分给料机和卡扣式可快速更换筛网、可调振幅振动筛组成的两级筛分工艺设施,解决了建筑废料筛分难题;研制了自带随船挖掘机的自航平板驳船,实现了建筑废料海运、卸载和转驳;研制了新型浅吃水、低净空、可升降防污帘的环保型开体驳船,实现了限高限深条件下的水上环保回填。

带月池驳船式浮式风力机水动力性能

参考Ideol-Floatgen相关设计,对带月池驳船式浮式风力机进行频域水动力性能研究,考虑了月池黏性阻尼的修正.首先对月池的共振模态进行分析,计算风力机在规则波下的水动力系数与不规则波下运动响应谱,并结合DNV相关规范对风力机的安全性进行了评估.结果表明,在作业工况与生存工况下,浮式风力机的动态纵倾与机舱加速度均符合安全性要求.通过对驳船式浮式风力机运动与月池共振的耦合作用的研究,发现风力机的运动会引起月池活塞共振频率的偏移与活塞共振幅值的减小,晃荡共振的频率基本不受影响,但一阶晃荡共振的幅值会增大.与无月池驳船式浮式风力机相比,月池可以降低风力机整体的运动响应,提升风力机整体的水动力性能.对浮式风力机驳船式平台的边长、月池边长与平台吃水进行参数化分析,将风力机的纵荡、垂荡、纵摇响应均方根(RMS)值与机舱加速度响应RMS值作为对比的指标,发现平台边长的增加可以有效降低风力机在作业工况与生存工况下的4项响应RMS值;月池边长的增加可以大幅降低平台生存工况下的4项响应RMS值;平台吃水的增加可以显著降低风力机在作业工况下的4项响应RMS值,并提高生存工况下的垂荡与纵摇响应RMS值.

深水导管架滑移装船技术研究

该研究以“海基一号”导管架为例对深水导管架滑移装船进行技术研究,从设备选型布局、拖拉点设计、滑道铺设、码头强度校核、驳船系泊及驳船调载等多个方面进行技术分析,为深水导管架装船提供较为合理的滑移装船技术方案。该项技术能够指导深水导管架滑移装船设计与施工,为深水油气开发建设大型结构物装船领域提供技术基础。

整平船施工管理系统国产化研发试验及应用

自升平台式整平船施工管理系统为沉管隧道施工建设发挥了关键性的作用。通过学习和剖析原有测量与控制系统的功能和操控方法,研发新系统,并通过3个阶段技术方案实施,验证了新系统的整平精度。作为国内首次自主研发整平船施工管理系统,系统完全达到研发目标,在国内开创了整平船施工管理系统研发的先河。

基于MOSES软件的系泊下大型起重船吊装作业适用性分析

为降低大型锚泊定位起重船在不同水深区域吊装作业的安全风险,以7000 t起重船为例,采用数值模拟方法,在MOSES软件中建立起重船、吊物和系泊系统耦合分析模型,对系泊下大型起重船吊装作业工况进行模拟,结果表明,系泊吊装作业受浪向、波高、波周期、锚缆预张力和作业水深变化的影响,在实际操作中,根据作业水深采取相应的船位和预张力,可以有效地改善大型起重船系泊吊装作业的适用性。

凿岩机在甲板驳轨道上滑移对船舶运动的影响

为了探索凿岩机在甲板驳轨道上滑移对船舶运动响应和系泊缆力的影响,以3850 DWT甲板驳船为研究对象,应用水动力分析软件ANSYS的AQWA模块,分析凿岩机在轨道前端、中部和后端3种凿岩工况,并对比驳船运动响应和系泊缆力的差异。分析结果表明:凿岩机在船上不同位置凿岩会使驳船纵摇和横摇发生明显变化;不同油水所导致排水量的不同,对驳船横摇纵摇响应也有一定的影响,不同工况下驳船系泊缆力的变化不大。研究结果可为大型设备在甲板驳船上作业的评估、选型和应对措施提供一定的借鉴和参考。

极限海况下Barge平台漂浮式风电场动态响应

为提高漂浮式风力机平台稳定性,以Barge平台漂浮式风力机为研究对象,建立共用系泊系统3×3阵列Barge平台的漂浮式风电场。以叶素动量理论为基础,利用水动力学软件AQWA并结合有限元方法,对Barge平台漂浮式风电场和单个Barge平台在极限海况下考虑风波耦合作用的动态响应进行对比研究。结果表明,相较于单个Barge平台,风电场中各个平台的纵荡响应均小于单个Barge平台,位于两侧的各个平台产生不规则的横荡运动,但均较小;其次,Barge平台风电场的垂荡、纵摇及机舱加速度响应均优于单个Barge平台;同时,风电场中各平台表现出很好的首摇、横摇稳定性,波动幅度均未超过2°。研究结果验证了所建立的Barge平台漂浮式风电场的可行性,可为进一步开展新型漂浮式风电场研究提供理论依据。

双驳载运不规则重大件货的波浪运动响应分析

以双驳装载某大型桥梁主梁段拖航运输为例,采用JONSWAP谱描述相关拖航海域海况,基于水动力频域分析和波浪谱分析方法,分析双驳载运桥梁主梁段系统在波浪中的运动响应,对首尾驳船重心在波浪中的垂向运动响应和货物重心在波浪中的运动响应加速度进行短期预报。结果显示,采用双驳装载主梁段,并依据《海上拖航指南》进行绑扎系固的设计、校核,可以确保拖航安全。

基于运安一体船的钢壳沉管浮运测控系统研发与应用

在长约50 km的深中通道沉管隧道工程中,沉管浮运是工程中的关键环节,其浮运时间长,航道环境复杂,控制难度大。为确保在各种航道条件下的安全浮运,研发了基于运安一体船的钢壳沉管浮运测控系统,集成了数字化、可视化技术,实时显示沉管位置和航行参数。此系统引入了先进的海上导航技术,并在深中通道沉管浮运中得到成功应用。通过测控系统,指挥和操作人员可以实时掌握沉管位置和浮运参数,从而高效、安全地完成浮运。不仅提高了施工效率、降低成本,还为未来类似工程提供了宝贵的参考。

基于FEM的某装卸过驳船卸船机基座结构设计

为论证卸船机基座结构形式的安全合理性,拓宽卸船机基座结构设计的思路和方法,以一艘44米装卸过驳船作为分析对象,采用有限元分析方法,首先建立包含卸船机基座结构的舱段模型,通过对主甲板与横纵强结构相交的高应力区域进行应力计算分析,根据结构应力分布特点提出若干种结构加强方案,可为该类船舶的卸船机基座结构设计提供参考。

Barge平台漂浮式风力机动态响应及稳定性控制研究

将调谐质量阻尼器(TMD)配置于漂浮式风力机机舱或塔架可提高其整体稳定性,但加剧了塔基疲劳载荷。为此,在平台内部配置TMD进行减振控制,以ITI Barge平台为研究对象,建立漂浮式风力机动力学模型,研究塔顶前后和侧向位移随TMD质量、阻尼及安装位置的变化规律,采用多岛遗传算法求得最优TMD参数,对比分析风波载荷作用下无TMD控制、机舱TMD控制及平台TMD控制对漂浮式风力机动态响应特性的影响。结果表明:塔顶前后和侧向位移随平台TMD参数变化较为显著,当位于相同位置处TMD质量和阻尼较大时,塔顶前后和侧向位移明显减小,平台TMD质量和阻尼不变时,塔顶前后和侧向位移随TMD位置升高逐渐减小。风波载荷作用下,TMD对漂浮式风力机动态响应控制效果较为明显,但各部位控制效果不同,塔顶侧向位移、平台横摇角及塔基横摇弯矩控制效果最为显著。此外,较之机舱TMD控制,平台TMD控制时漂浮式风力机稳定性更好。

海上大型结构物的装卸与安装技术研究

海上大型结构物的装卸与安装技术是海洋工程中的重要环节,然而,海上工程环境复杂、作业难度大以及安全性要求高,现有的装卸安装技术但仍存在诸多问题和挑战。针对这一缺陷,研究引入了一种新的智能测控系统进行参数控制,以提升装卸过程的安全性和效率。实验结果表明:传统测控系统在驳船浮态控制中横纵倾角产生的平均压载舱水位分别为1.34和0.92,驳船高度差平均值为1.19。而智能测控系统下驳船横纵倾角产生的平均压载舱水位降至1.08和0.81,驳船高度差平均值降至0.98。研究设计的智能测控系统明显改善了驳船的浮态稳定性,提高了驳船在装卸过程中的稳定性,对提高海上大型结构物装卸过程的安全性和效率具有实际意义。

基于运安一体船的深中通道沉管隧道高精度对接技术

为了确保深中通道海底隧道建设的高效性和高质量,海底隧道的高精度快速对接成为一大挑战。针对超宽钢壳沉管隧道的特点,研究了深中通道隧道高精度快速对接技术,提出了一套沉管首尾位置定位控制系统,包括系泊系统、北斗定位测控技术、一体船控制系统等多系统联动技术。通过实际应用,深中通道沉管隧道的最大轴线绝对偏差和最大横向相对偏差均控制在设计偏差±5 cm之内。研究结果表明,运安一体船在高精度对接过程中具有显著优势,为我国沉管隧道施工提供了有力支持。

水下检验在内河趸船检验中的应用

文章以长江南京段某100 m客渡趸船为研究对象,在其营运检验中,通过采用水下检验代替中间检验(船底外部检查)的方式取得《内河船舶安全与环保证书》,详述申请水下检验的法规依据、实施方案、结论等,解决了船舶安全运营与经济性的矛盾,为促进内河航运业船舶安全运营,经济社会的安全健康高质量发展提供借鉴。

应用耐磨钢的2万载重吨转载驳货舱结构分析

以一艘采用耐磨钢的2万载重吨转载驳为研究对象,对其货舱结构的强度和焊接工艺进行分析。概述该转载驳的主要特征及其采用的耐磨钢的特点,在此基础上开展船体结构总纵强度计算、横向强度计算和长舱段有限元分析,并对建模要求、边界约束条件和载荷工况的选取进行详细描述;同时,对耐磨钢焊接工艺进行研究总结。实船应用结果表明,采用耐磨钢的该转载驳的货舱结构安全稳定,能满足预期的结构强度要求,研究采用的理论计算方法和耐磨钢焊接工艺可供同类型船舶的设计和建造参考。

某坐底式半潜驳船专用系统设计

半潜驳船在工程上的应用由来已久,其主要在运输大型海上石油钻井平台,大型预制结构件,超长、超重设备、设施,以及港口/码头建设,岸外工程建设,修、造船舶,打捞沉船,运送深水船舶等领域发挥着重要作用。近期,随着海上风电业的兴起,半潜驳船又应用于风机机舱、塔筒、叶片运输,还可在潮间带坐底兼作风机安装作业设施。该型船作业系统独特,本文将简要介绍其压载和船底喷冲专用系统设计。

转载驳船与推船联合推进技术的创新应用

以某型20000 t转载驳船为研究对象,探讨转载驳船与推船联合推进技术的创新应用。介绍转载驳船和推船的主要参数,研究转载驳船与推船联合推进技术的连接装置工艺、技术原理和技术优势,并对实船试验进行分析。实船试验结果表明,该技术在操纵性、机动性、振动、噪声和航速方面效果较为理想,可为国内同类型的船舶研发提供参考。

首台“陆改船”用重型燃气轮机自主改型设计实践

某海上浮式发电项目中的燃气轮机,以引进型小F级燃气轮机为母型进行自主改型设计,其为国内首台套陆地重型燃气轮机在发电船上的应用。介绍了母型机的技术特点,并重点阐述了改型设计内容,包括轴系总体布置设计、轴系与钢结构基础耦合设计、带挠性联轴器的减速箱设计、轴承适应性设计、支撑的加固与匹配设计、海工化防腐设计、全新机岛布置及辅机优化设计等。该改型设计经验可以为其他型号“陆改船”用燃气轮机提供参考。