基于系泊船受力效应的防断缆措施分析

系泊船断缆极易引发海上安全事故.文章依据系泊船所受不同外力作用的效果,提出了相应的防断缆措施,并根据多年的实践经验归纳出有关系泊缆绳使用的注意事项,对商船在强风、强流等不利环境中系缆作业具有指导意义.

风流作用下码头系泊船舶缆绳张力及运动量研究

基于力的平衡关系建立了系泊船舶在风和潮流作用下缆绳张力和运动的计算模型(Qmoor),其中根据船舶类型和吨位确定其水下的迎流面积和水上的迎风面积,由经验性公式计算风、流对码头前船舶的作用力,缆绳张力采用考虑缆绳非线性变形的Wilson公式计算,同时也考虑了护舷的变位与靠泊力之间的非线性关系。计算结果与物理模型试验结果较一致,且与Optimoor软件的计算结果进行了对比。

风浪流作用下系泊船系缆力和碰撞力的数值模拟

研究了在风、浪、流作用下采油平台系泊船的运动响应、系缆力和对护舷碰撞力。根据计算结果,讨论了不同水位和不同风浪流夹角对系缆力和碰撞力的影响。以一采油平台为例,考虑了在当地水文条件下平台极限系泊条件,为平台设计和使用提供了依据。

系泊船非线性波浪力时域计算:二维模型

为找到具有工程实用价值的港口系泊船波浪力的时域计算方法,建立了在港口中存在系泊船时非线性波浪力时域计算的垂直二维耦合模型:用Boussinesq方程计算船的两侧的外域,用欧拉方程计算船底面下的内域,两域在交界面处的连接条件是流量连续和压力相等.将复平面内的边界元方法应用于所研究问题,对耦合模型进行了验证.进行了相关模型实验,实验结果与数值计算结果比较表明这两种数值计算模型都具有满意的精度,但耦合模型的计算效率要远远高于边界元方法的计算效率.本耦合模型的数学处理简单,可适用于工程计算.

群性波列作用下系泊船舶的水动力响应数值模拟

该文根据随机波群的模拟方法,模拟得到具有同一有效波高,有效周期但不同群性的随机波列,研究了不同群高参数GFH和群长参数GLF的波列作用下系泊船的运动响应及缆绳张力。数值计算结果表明,系泊船横移运动量和缆绳张力呈现随波浪群高的增大而增大的趋势,升沉运动量也略有增加,而波浪群长的变化对系泊船的运动响应及缆绳张力基本没有影响。

系泊船在风浪流作用下系缆力和撞击力的试验研究

在进行系泊船系泊试验基础上,研究了风浪流作用下的系泊船缆绳受力和船对护舷的撞击力。试验研究中,考虑了不同潮位下吹拢风、吹开风以及波浪与靠泊码头有夹角的不同影响。最后给出了允许系泊的条件,为实际工程提供了试验依据。

系泊船舶动力学特性的计算机仿真研究

以三阶操纵运动方程为基础,引入定常的风力、潮流作用力和二阶波浪力,建立了系泊系统三自由度的运 动微分方程。在此数学模型的基础上,建立了系泊系统的多自由度的计算机仿真模型。在潮流作用、潮流和风 作用以及风浪流联合作用等三种情形下,对系泊船舶的动力学响应分别进行了仿真研究。研究表明,系泊系 统的动力学行为具有强烈的非线性特征。对于单点系泊船舶而言,在定常的风浪流作用下,顶风顶浪顶流状 态并不一定是最为危险的工况。

波浪周期对系泊船运动量及系泊力的影响研究

本研究依托工程实例,运用OPTIMOOR系泊软件,探究波浪周期对系泊船运动量及系泊力的影响规律,结果表明:当波浪周期与船舶自振周期接近时,船舶运动幅度大幅增加,船舶系泊力急剧增大,但船舶各部位系泊索变化规律不同;船舶各种运动对波浪周期、波浪来向的敏感度不尽相同。针对上述研究结果,对船舶系泊系统提出了优化建议。

数据驱动系泊船三维控件开发技术研究

为实现开敞式码头系泊监控系统三维显示效果,提高系统的构建效率,开发系泊船及其系泊缆绳三维控件.在分析船舶六个自由度运动以及缆绳所受拉力的基础上,研究系泊船舶及缆绳运动模型、构建方法与控件开发技术.控件开发以VS2010为开发平台,基于Open GL函数类库,采用模块化的方法对各三维模型进行构建,并实现三维模型与运动模型相结合,实现三维控件受实时监测数据驱动.采用此控件构建的码头系泊监控系统可以实时、逼真显示系泊船舶的运动姿态、系泊缆绳张力等实时作业状态.控件具有可重用性,在码头系泊领域具有广泛的应用前景.

复杂流态下系泊船的水动力特性研究

为研究复杂流态下系泊船的水动力特性,在最佳系缆方式未知的情况下,通过约束船舶横荡、纵荡、艏摇三个方向的运动近似替代缆绳的约束作用,建立系泊船简化模型。在完成网格无关性和数值方法可靠性验证的基础上,对常规流态以及复杂流态下系泊船的粘性流场进行数值模拟,分析系泊船水动力系数和运动响应的变化规律。结果表明:随着水流流速的增大,纵向力系数变化受到水流流向角的影响明显,横向力系数及艏摇力矩系数变化较小,垂荡、纵摇、横摇增大;随着水流流向角的增大,纵向力系数变化较为复杂,横向力系数增大,艏摇力矩系数先增大后减小,垂荡、纵摇、横摇增大;复杂流态下和一定流向角水流下系泊船的水动力系数和运动响应较为相似。

波浪群性作用下系泊船运动响应和统计特征值分析

码头前系泊船的运动响应与缆绳张力对于码头的运营安全至关重要。波群对系泊浮体波浪载荷特性不同于普通的随机波浪,具有一定的特殊性。该文对两种模拟波群方法进行了讨论,分析了两种模拟波群方法的特点以及群性与波浪统计特征值之间的关系。在此基础上开展了群性波浪作用下系泊船的运动响应研究,得出了谱峰因子?、群高参数GFH和群长参数GLF与波浪特征波高的变化规律。

港口内靠码头系泊船波浪力时域模型

为进行港口内靠码头系泊船波浪力的时域计算,提出了一种耦合数值方法。用包含船体的矩形柱面将整个港口区域划分为船体表面与柱面所围区域(内域)和柱面与整个港口边界面所围区域(外域)。内域流动由三维NavierStokes(NS)方程控制,通过VOF方法数值求解和描述其自由表面;外域流动由二维浅水波模型——改进的Boussinesq方程控制,应用有限差分三对角矩阵算法(TDMA)快速求解。内域解和外域解通过速度/压力和波面连续的匹配边界条件联系起来。应用所建立的NS/Boussinesq耦合模式同步和高效率地获得了港内波浪变形、系泊船附近三维流场、船表面波压力分布和波浪荷载。

涌浪作用下港内大型集装箱船运动特性数值研究

随着船舶大型化和港口建设深水化发展,外海不同周期波浪作用下大型系泊船泊稳问题与小型系泊船相比出现了新的特点。为此,利用数值模型方法研究了在不同入射角度和周期的涌浪作用下港内大型系泊船的水动力响应,针对系泊船的泊稳情况探讨了船舶的运动规律和运动特性。研究发现,在涌浪周期较大的情况下,限定波高的泊稳标准不足以用来确定系泊船的正常作业条件,港内泊船的水平运动(纵荡、横荡和艏摇)极易超出运动标准值并影响装卸作业效率,并且船舶的水平运动表现出主要由次重力波主导的低频运动特性,而垂直运动(垂荡、横摇和纵摇)表现出主要由短波主导的波频运动特性。

系泊船浪损事故的成因及应对措施

0引言系泊船浪损事故因某些港口的特殊地理环境及他船等外界因素共同影响而时有发生。随着船舶日益大型化,船舶尺寸及主机功率大幅增加,而一些港口条件滞后,浪损事故逐渐增多,造成的损坏也日趋严重。这些事故、险情的过程和结果类似,主要是系泊期间船舶前冲后突造成舷梯损坏、缆绳破断、船壳挤压变形以及码头碰垫等设施损坏等。

横浪作用下LNG船运动量小波神经网络预测模型

港口码头设计中主要考虑的问题之一是系泊船舶的运动量。首先开展了26.6万m 3LNG船舶系泊运动物理模型试验,测量了船舶在试验条件下的六自由度运动量;同时,考虑船舶运动响应的主要影响因素,根据横浪作用下26.6万m 3LNG船运动六分量的试验数据,构建了189组容量的训练集,基于小波分析和神经网络,研究确定三层隐含层神经元数分别为8、12和22,进而建立系泊LNG船舶运动量的预测模型。预测结果表明,小波神经网络模型具有输出多参数的算法优势,能够综合考虑系泊船非线性系统中不易量化的众多影响因素(波浪波高、周期、波长以及船舶自身特性等),给出相对精确的预测结果。小波神经网络模型在研究系泊船舶运动量预测方面具有良好适用性,可以有效地预测船舶的运动量,为实际工程设计提供参考。

悬链锚腿式单点系泊系统设计水深估算

设计水深是悬链锚腿式单点系泊选址时首要考虑的因素。目前船级社规范中给出了确定设计水深的方法,但是该方法对于船型尺度和环境参数等基础数据要求较高,在项目前期设计阶段往往难以直接应用。采用数值分析方法研究主流系泊船型在不同环境组合条件下的运动响应特征,进而提出基于系泊船型吃水直接计算最小水深的设计水深系数,并与物模试验结果及既有工程案例的设计水深进行对比,验证设计水深系数的可靠性和适用性。给出的主流系泊船型的设计水深系数及水深计算方法能够为悬链锚腿式单点系泊前期工程选址提供参考。

中长周期波作用下系泊集装箱船水动力响应数值模拟

海外港口建设的海域中,显著的中长周期波浪给系泊船的稳定性带来一定影响。基于波浪周期的变化开展系泊船水动力响应的数值模拟研究,并考虑船舶在系泊过程中可能遇到的不同装载状态和不同系泊布置情况。利用系泊分析模型MIKE21 Maritime进行验证和分析。结果表明,系泊船的水动力响应主要受到波浪周期的影响,特别是纵荡和横荡运动;横荡运动受系泊布置方式的影响较为明显,横摇运动受装载状态的影响最为明显;相较其他缆绳而言,系泊船的横缆系缆力对入射波浪谱峰周期的变化最为敏感。

关于罗家河锚地系泊方式设计的分析

近年来,随着三峡航运货运量及过坝各类运输船舶数量的大幅增长,三峡船闸的通过能力已达到饱和,现有的通过能力已难以满足日益增长的过闸货运量要求,为缓解持续增长的船舶过坝需求与过坝能力不足之间的矛盾,拟建设一批待闸锚地,本工程罗家河锚地为其中之一。针对锚地的系泊方式,本文提出了两种方案,并对方案进行了对比分析,初步确定了将其中一种方案作为罗家河锚地系泊的实施方案。

巴基斯坦卡西姆LNG码头总平面设计要点分析

详细分析巴基斯坦卡西姆LNG码头工程的总平面设计要点。确定FSRU码头设计船型的选择方法。针对FSRU码头的特殊性,给出了区别于常规LNG码头选址的特殊要求;针对FSRU码头常见的各种系泊模式进行比选,最终确定了LNG-FSRU双船并靠系泊模式为最优方案;综合安全要求和经济合理等因素确定码头布置位置;针对FSRU特殊的系泊、靠泊和装卸作业要求,给出了FSRU码头的详细平面布置方法;使用国际通用规范和标准进行高程设计;通过系泊试验分析航道中通航船舶产生的船行波对系泊船舶的影响,确定本项目码头的港池宽度。通过对各设计要点的分析,总结出海外工程中FSRU码头总平面的系统设计方法。