规则波作用下养殖网箱水动力特性分析

大型深远海养殖网箱是一种新型的养殖装备,网箱在波浪场作用下的水动力特性是考量其安全性的重要因素。网箱系统结构复杂,其水动力问题采用完全理论解析或数值模拟研究存在困难。本研究通过1∶100的网箱模型,试验研究了网箱的水动力特性。分析了不同波浪参数和吃水对网箱水动力的影响;引入当量直径分析了无量纲力与KC数之间的变化关系;使用网衣孔隙率对有网衣网箱受力结果进行修正,得到了考虑网衣的网箱框架波浪力无量纲经验公式。同时以莫里森(Morison)方程为基础对网箱框架和网衣进行数值计算并与试验结果进行对比。研究表明,网衣对网箱波浪力的影响可以使用网衣孔隙率来模化;该计算方法可以有效地计算网衣和网箱框架的波浪力。

一种顾及测距误差的GNSS四系统加权选星算法

针对全球卫星导航系统(GNSS)四系统可见星测距误差不等,传统公式计算的几何精度因子(GDOP)值不能准确表示多系统组合选星精度和效率等问题,提出一种基于用户等效距离误差(UERE)的GDOP加权选星方法:对不同系统的UERE进行分析,构建一种顾及多种误差的UERE计算模型;并根据谢尔曼-莫里森(Sherman-Morrison)公式增选可见星,通过基于UERE的加权优化法提高计算效率。实验结果表明,相比传统的选星算法,改进的选星算法计算耗时均值可降低72.34%,能够提高多系统快速选星的实时性能。

重力式网箱数值模拟时波浪理论选择

针对重力式网箱数值模拟中波浪理论选择问题进行了专门的分析与讨论。在数值模型中分别采用线性波浪理论和斯托克斯五阶波浪理论,对重力式网箱的主要部件浮架系统和网衣系统进行模拟。通过将模拟结果与试验结果比较分析选取两种不同波浪理论对模拟结果的影响。分析结果认为在相对水深大于0.18情况下,应用线性波浪理论基本可以准确地模拟重力式网箱波浪作用下的运动和受力。

海上浮式风力机环境载荷及运动性能分析

采用修正莫里森公式计算了SPAR波浪载荷,并与文献中试验结果对比较好,从而验证了该文波浪载荷算法的正确性。然后利用此算法模拟支撑5MW水平轴风机的SPAR浮式基础波浪载荷,同时考虑风载荷及锚泊载荷对海上浮式风力机的联合作用,建立海上浮式风力机的载荷模型,分析系统的载荷及运动响应时域特性。

小尺度桩柱与波浪相对运动对结构响应的影响研究

针对海洋工程中常见的小尺度桩柱结构,利用MATLAB软件编写程序,分别计算了基于Airy线性波浪理论和Stokes五阶波理论的考虑结构物与波浪相对运动和不考虑结构物与波浪相对运动情况下结构响应,对比分析了考虑相对运动和不考虑相对运动情况下结构响应的差别,并利用有限元软件ANSYS进行建模求解验证了本文结果的正确性.分析结果表明,两种情况下结构的响应存在较大差异,在实际工程计算中,有必要考虑结构物与波浪的相对运动.

作用在直立桩柱上的破碎波浪力研究

采用理论分析与实验相结合的方法,对现有的计算作用在直立柱体上的破碎波浪力的各种方法(莫里森公式、冲击绕流法)特点进行了分析。提出了计算破碎波浪力的绕流绕流冲击法,并给出了计算实例。结果表明,用绕流绕流冲击法计算出的破碎波浪力比常规波浪力大约3倍,约为冲击绕流法的2倍。实验结果证实了此法的正确性。本研究可为新滩海海洋结构物的设计和现役结构的安全使用提供理论依据。

深水网箱沉子在纯流作用下的水动力特性

根据物模试验得到球形和柱形沉子的受力,计算并分析水阻力系数及其变化特性。试验结果表明:具有自由运动状态的球形沉子的水阻力系数比固定时球体的水阻力系数大;柱形沉子的水阻力系数与雷诺数及形状参数有关,且在同一雷诺数下,柱形沉子的水阻力系数显著大于球形沉子的水阻力系数。

“渤五”钻井船就位时桩腿强度分析

为使“渤五”钻井船的桩腿能以较浅的入泥深度提供足够的垂向承载力,而在现有桩腿下增加桩靴,使它能在较深的海域作业。本文论述了由作为大物体的船体和作为细长杆的桩腿组成的钻井船在波浪中的运动分析方法及作用于桩腿上的惯性力、波流荷载之确定步骤,并给出了两种状态的分析结果和操作建议。