极限海况下浮标运动及锚链受力估算

本文首先利用三维势流理论计算了自由浮标体的附加质量、阻尼系数以及运动响应,然后通过卡明斯六自由度运动方程,对极限海况下两个水深的三锚系统的浮标运动及锚链受力进行了数值模拟估算,可以为浮标及锚链设计提供参考。

极限海况下动力定位船舶推力分配推进器饱和协议

极限海况下,船舶动力定位系统的多个推进器达到饱和状态,此时以最小功率消耗为优化目标的传统推力分配策略并不能充分发挥推进系统的能力,影响船舶定位性能。为了提高船舶在极限海况下动力定位推力分配策略的适应性,本文提出一个饱和协议优化推力分配策略,提高应对所需剧烈变化的控制推力的反应速度,并给出更准确的推力分配结果,通过对一艘半潜式海洋平台在极限海况下的时域仿真验证了该优化策略的有效性。

大型非自航绞吸挖泥船极限海况单锚系泊设计

基于三维势流理论,对某大型非自航绞吸挖泥船开展频域水动力性能计算,包括运动幅值响应算子和二阶波浪力传递函数等,采用时域耦合数值分析方法计算不同工况下单锚系泊的绞吸挖泥船的纵荡运动响应,得出锚泊线张力随时间变化的规律,依据DNV规范对锚泊线张力时域数据进行统计分析处理,得出锚泊线的最大张力值。结果表明,由于二阶低频波浪力作用引起的船体纵荡运动幅值增大,进而诱导锚泊线张力的增大,对绞吸挖泥船单锚系泊设计带来严重的安全隐患,因此,单锚系泊时需重点考虑二阶低频波浪力的影响。

极限海况下Spar平台系泊系统耦合动力分析

在复杂的风浪流海洋环境中,Spar及其系泊系统的耦合作用受多方面的影响。对极限海况下的某Classic-Spar平台及其系泊缆索的动力响应做了时域非线性耦合研究。重点分析了极限海况下一根或者多根系泊缆索断裂时平台运动及其缆索张力动力响应的统计特性。分析结果表明,在风浪流同向且共线的极限海况下,不同位置处的系泊缆索发生断裂,对整个平台系泊系统安全的影响程度不尽相同,尤其以迎浪方向系泊缆索的断裂影响显著。

极限海况下三种海上风力机半潜平台的动态响应对比

采用水动力学软件AQWA和有限元方法,分别对三浮体平台、四浮体平台和五浮体平台在极限海况下的工作状态进行数值仿真,并对3种半潜平台的频域和时域运动响应进行分析。结果表明:在频域分析中,三浮体平台、四浮体平台和五浮体平台在纵荡、垂荡和纵摇方向上的附加质量依次增大,运动响应依次减小;在时域分析中,3种半潜平台在横荡、垂荡和横摇方向上的运动响应均减小;平台的稳定性随平台结构复杂度的增加而提高,但与四浮体平台相比,五浮体平台稳定性的提高不显著。

船体结构极限海况下逐次崩溃行为研究

研究船体结构在极限海况下所遭受的载荷以及相应的结构逐次崩溃行为对于确保在航船舶的安全或是设计出合理安全可靠的船舶结构,具有重要的意义。在该文的研究中,首先用基于势流理论的三维奇点分布法进行作用于船体的载荷和船体运动的计算;将得到的随时间变化的载荷施加到整船结构模型上;然后运用MSC.Marc软件,考虑几何非线性和材料非线性,进行结构逐次崩溃分析,可得到结构的极限承载能力。在明确作用于船体的外力和结构的耐力以后,即可进行船体结构安全性评估;可通过加大崩溃区域的板厚或加强筋尺寸的方式来提高结构的承载能力,增加船体结构的安全度。

极端海况下深水单点系泊系统FPSO运动响应分析

针对500年一遇的极端海况条件,对15万吨深水单点系泊系统FPSO的运动响应和系泊线受力特性进行了研究,为FPSO后续的基本设计和详细设计提供技术分析依据.基于水动力计算软件AQWA和ORCAFLEX,分别研究了500年一遇海况波浪主控环境条件、风主控环境条件、流主控环境条件对15万吨深水单点系泊FPSO运动响应的影响.计算结果表明:压载状态下运动响应幅值普遍大于满载状态下的运动响应幅值,波浪主控环境条件对FPSO运动响应的影响要明显大于风流主控环境条件,且风浪流成夹角作用时FPSO运动响应更大.

单点系泊油轮运动响应分析及运动控制

基于数值模拟,对单点系泊系统动力响应进行研究,探究单点系泊系统在波流不同向和特殊作业工况下油轮的运动规律和系泊力的影响因素,并给出船体控制的方法。研究结果表明,波流夹角、波浪和流速会对船体运动和系泊力大小产生显著影响;在船尾处0°方向和船侧135°方向施加拉力,会降低船体运动幅值及系泊缆绳拉力。最后给出了该系泊系统的极限作业海况条件。

自升式平台运动性能预报研究

以作业水深400ft的自升式平台为研究对象,根据直升机甲板最小气隙要求和桩腿上部导向块强度要求对拖航极限海况进行推算,并预报平台拖航和在水深60m、122m桩腿下放工况时的运动响应.分析中通过规则波模型试验确定平台壳体的粘性效应,调整平台临界阻尼系数使运动响应传递函数(RAO)的计算值与试验值匹配.

新型漂浮式风力机半潜平台抑制摇荡运动设计研究

漂浮式风力机在海洋环境中易受到风、浪和流载荷作用而影响正常运行,为此设计一种新结构漂浮式风力机半潜平台(新平台),运用水动力学软件AQWA并结合有限元方法,对其在复杂海洋环境下进行数值仿真。并与三浮体三立柱结构半潜平台进行对比分析,得到了两平台频域和时域上的运动响应数据。结果表明:较之三浮体三立柱平台,频域分析中新平台横摇、纵摇及垂荡3自由度响应的最大值和平均值都显著减小,体现了良好的稳定性;新平台的垂荡固有周期增加两倍以上,能更加有效地防止共振现象的发生;时域耦合分析中,新平台横摇、纵摇与垂荡的运动响应大幅度减小,且横摇和纵摇运动响应表现更加明显;谱分析中新平台响应谱峰值同样显著减小,体现了新平台更加优越的波频性能。新平台结构合理可行,拥有良好的稳定性,能有效抑制摇荡运动,可为未来漂浮式海上风力机平台设计提供参考。

基于统计分析的半潜式平台气隙预报方法研究

以浮式半潜平台为研究对象,针对影响气隙结果的波浪非线性效应进行研究分析。通过分析平台气隙响应特性,确保平台在极端海况下的安全性。首先通过数值计算与模型试验,对一座浮式半潜平台在极端海况下的气隙响应进行计算与测量;进一步对平台附近18个典型位置的波面升高响应进行统计分析与概率分布拟合处理;最终求得反映各处波浪非线性强度的非线性因子值,并与OTG-13规范中的建议值对比讨论。结果发现的计算值与建议值并不完全一致,由于波浪受平台运动及平台结构扰动影响,平台下浮体附近处波浪非线性效应较强,计算值较建议值大,需要重点考虑分析。相应地,距离平台结构较远位置处的计算结果与建议值一致。