圆筒型FPSO总体强度校核设计波优化算法

针对圆筒型FPSO总体结构强度准静态设计方法依赖工程师经验的局限性,将设计波法引入圆筒型FPSO总体结构强度校核,提出了针对特征荷载选择的优化算法。该方法通过分析圆筒型FPSO总体结构承载特点和失效模式,结合常用特征载荷中有相同设计波的特征荷载,选择了舷侧外板波浪压力、上部模块重心处的水平和垂向加速度,作为设计波筛选的特征载荷;并根据圆筒型FPSO结构对称性,减少加载浪向,优化设计波搜索相位;基于本文方法的校核工况减少了60%,有效提升了校核效率。该方法已被应用于中国首条完全自主设计的圆筒型FPSO“海洋石油122”平台的强度校核中,校核结果通过了挪威船级社认证,该平台目前已完成设计,进入建造阶段,这也说明了本方法的可行性以及对后续同类FPSO设计的借鉴意义。

基于强度评估的超大型集装箱船主导等效设计波筛选方法

为了确定主导超大型集装箱船强度评估的等效设计波,以一型2万箱级超大型集装箱船为对象,根据超大型集装箱船的结构特点,定制43个初始等效设计波,计算得到每个设计波下的全船结构应力结果,同时采用应力谱分析方法对整船典型位置及节点进行应力的长期预报,二者结果对比,筛选确定真正对超大型集装箱船结构强度评估起主导作用的10个设计波。

基于设计波法的半潜式生活平台主船体强度分析

针对某半潜式生活平台,计算其主体结构强度并校核其是否符合规范要求。首先采用SESAM软件的Genie模块对半潜生活平台进行结构有限元、湿表面和水动力模型的建模,运用HydroD水动力模块计算了结构在不同周期和不同浪向下的幅值响应系数(RAO),通过RAO极值来确定设计波法中波浪的参数,将确定的设计波通过RAO极值来确定设计波法中波浪的参数,将确定的设计波通过载荷传递施加到模型上,采用Sestra求解器模块进行求解。最后采用Xtract模块进行应力结果后处理,计算结构的强度并校核其是否符合规范要求。结果表明,本文设计的半潜生活平台结构强度满足规范要求。本文研究方法和研究结论可为半潜式平台的强度计算提供有效参考且具有实际意义。

盘锦某人工岛项目设计波要素数值模拟

针对盘锦某人工岛设计波要素的计算问题,采用MIKE21大范围波浪数学模型方法,在现状地形情况下,对工程实施前附近海域的波浪场进行模拟,计算了工程附近水域的重现期深水波要素和设计波要素。结果表明:1)外海波浪传播至工程区域时,工程位置主要受SW向及SSW向波浪作用。2)波高在-10 m等深线内变化相对较大,传播至工程区域波高衰减约50%左右。3)工程区域东西两侧为浅滩区域,波浪发生破碎,波高衰减明显。4)波浪主要沿深槽进入到工程护岸前沿,SSW向波浪的波高略大于SW向波浪。

船体结构疲劳评估的设计波法

目前,基于谱分析的疲劳评估直接计算法是相对较为精确的船舶结构疲劳评估方法,但此种方法的工作量巨大,给实际应用带来了许多不便.因而,疲劳评估设计波法就引起了人们的关注.为了更好的应用设计波法,文章对设计波法的基本原理进行了说明,同时提出了一种选择疲劳评估设计波的新方法,并按这种方法对一艘滚装船的典型结构进行疲劳评估,给出了各计算点的疲劳寿命.从该方法所得结果与简化方法、直接计算法所得结果的比较可知,对于外底和外壳板典型结构的疲劳寿命而言,设计波法与简化方法符合较好,而对于其余典型结构,三者的差别比较明显.

基于等效设计波的船体结构疲劳强度许用应力法(英文)

文章总结了中国船级社疲劳强度评估方法中的许用应力范围方法。该方法用10种主要载荷控制参数下的等效设计波作为基本的计算载荷工况,通过基本计算载荷工况进行组合后求解疲劳应力范围。推导了疲劳许用应力范围计算公式和不同概率水平下疲劳应力的转换关系。对不同S-N曲线形式的许用应力范围进行了讨论,给出了中国船级社疲劳强度许用应力范围表格。用实例进行了验证。

深水半潜平台波浪载荷计算的设计波方法研究

采用确定性设计波法、随机性设计波法和长期预报三种不同方法对深水半潜平台波浪栽荷计算进行研究。综合考虑了波陡、海域、回复期、波浪谱形式等因素对设计波结果的影响,对不同方法的计算结果进行了对比分析。针对南海海域工作的深水半潜平台波浪载荷计算方法提出合理建议,分析结果可为同类半潜平台波浪裁荷计算提供参考。

基于设计波法的舰船整船有限元强度分析

基于谱分析法对舰船剖面波浪载荷进行长期预报并确定设计波参数。利用有限元软件MSC.Patran建立了全船有限元模型,通过PCL语言实现设计波波浪压力对船体湿表面有限元网格的自动加载。对2个设计波下的整船有限元进行分析,结果表明:整船分析不仅能真实表现舰船整体总纵变形和应力水平,还能充分考虑局部载荷对结构响应的影响。另外,基于三维水动力理论分析船体运动和剖面载荷进而确定设计波参数的过程,克服了传统经验公式估算载荷所导致的结果的不确定性和强度校核的不合理性。

设计波方向函数的研究

本文给出了海面各方位海浪运动的能量分布与波高出现概率,及其长期分布律的统计分析方法,并对我国沿海海浪观测资料进行了分析计算,得到了工程上实用的有关设计波方向函数的资料。

水深对半潜式平台运动响应及设计波的影响

该文采用Morison方程和绕射理论相结合的方法,在不同水深情况下运用挪威船级社开发的SESAM程序,对半潜式海洋平台进行了水动力分析。依据有条件的建模方法(CMA)和一次逆可靠度方法(IFORM)确定百年一遇波高-周期的等概率曲线,设计了一组百年一遇波浪海况,用于平台进行水动力分析和短期预报。对某半潜式平台在不同水深下进行了运行响应分析和纵向剪切力等六个波浪载荷分析预报,计算了平台结构极限强度分析的设计波。

基于设计波法的半潜型浮式风力机结构强度校核

以美国可再生能源实验室(NREL)公布的"5 MW baseline"浮式风力机模型为设计依据,利用设计波的谱分析法,挑选基础结构典型剖面载荷,并对其进行长期预报,计算半潜基础典型受力工况下的设计波要素,结合浮式风力机所受风载荷及6个自由度风力机气动载荷,选择风浪同向为最不利工况,对设计波条件下的结构总体强度进行计算校核。结果表明:结构在2种典型作业工况下强度均满足设计要求。

船体结构直接计算所需的设计波

分析在船体结构有限元直接计算时用设计波作为直接计算所需的波浪载荷 ,先计算出一定波长范围内规则波的频率响应函数 ,确定波浪载荷的主要载荷参数 ,由主要载荷参数达到的最大瞬时确定出对应的设计波 ,并编制了相应的计算程序。

海岸工程设计波要素推算方法探讨——以如东人工岛设计波要素推算为例

以如东人工岛设计波要素推算为例,分别利用历史台风天气图推算法和设计风速推算法推求不同重现期设计波要素并进行对比分析。结果表明,两种方法各有优劣,但历史台风天气图推算法的计算精度比设计风速推算法的精度差,为了安全起见,建议采用设计风速推算法。

谱方程模型在设计波要素计算中的应用

为分析谱方程模型在设计波要素计算中的适用性,以长江口口内水域的设计波要素推算为例,首先利用海图数据及长江口河口段地形数据构建波浪数学模型(MIKE21-SW模块),并验证了寒潮期间南槽东测站的风浪过程。然后对长江口附近气象站风速资料进行分析,确定计算水域的设计风速。最后在验证模型适用性的基础上,计算得到特定水域的设计波浪要素。

基于波面修正设计波的薄膜型LNG船整船屈服强度校核研究

为进一步提高薄膜型液化天然气船的安全性,对其进行整船屈服强度校核已成为主要趋势。为了真实反映船体水线附近的舷外海水压力,必须对线性水动力载荷预报软件的结果进行波面修正,然而波面修正会带来船体载荷不平衡的问题,需要通过调整船体浮态进行载荷调平。本文根据中国船级社《钢质海船入级规范》(2018)的要求,突破液舱舱内载荷计算和自动施加、波面修正及载荷调平的难题,开发软件工具,完成波浪载荷的传递,实现载荷计算、应力计算和屈服校核的自动化。通过算例测试验证了本系统计算结果的有效性和准确性,证明本软件可以在工程设计中使用。

基于设计波法的全回转风电起重船总纵强度分析

本文以某全回转风电起重船为研究对象,根据典型工况建立全船有限元模型。采用设计波法计算船体波浪载荷并施加在模型上,然后对全船总纵强度进行计算分析,得到典型工况下全船的应力评估结果。本文的研究结论对于同类型船舶的优化设计具有一定参考价值。

半潜平台总体强度评估的谱分析法和设计波法对比

采用谱分析方法对半潜平台进行总体强度评估,验证了谱分析方法的可操作性。利用谱分析法计算平台关键连接部位处的应力水平,并与采用设计波法得到的应力结果进行比较,讨论两种方法之间的相关性。计算表明,谱分析法与设计波法存在一定的相关性,谱分析法的计算结果相对准确可靠,设计波法的计算精度依赖于选取的特征载荷工况,且目前规范推荐的载荷工况不够全面。本研究成果可为类似平台的总体强度分析提供参考。

SWAN与CGWAVE嵌套模型在设计波要素计算中的联合应用

以舟山东福山岛码头为例,利用SWAN与CGWAVE建立的大、小范围波浪嵌套模型对码头附近海域进行波浪计算,经验证表明大范围计算结果准确性较好,从中提取-50 m等深线处波要素作为小范围边界条件,利用CGWAVE模型对码头附近海区进行小范围波浪计算,并提取码头前沿波要素并进行分析。研究结果表明SWAN与CGWAVE模型的联合应用在东福山岛码头设计波浪计算中具有良好的适应性,为港口工程的设计、建设提供了科学依据和理论借鉴。

船舶结构疲劳评估设计波法

以散货船船舯内底与底边舱斜板折角处节点为例,对船舶结构疲劳评估的设计波法进行研究.论述了设计波法的基本原理,给出了确定设计波的流程。通过分析该节点的受力情况,确定5个控制载荷参数及设计波参数。以谱分析法得到的参考应力范围为目标值,对5个控制载荷参数对应的设计波作用下的节点应力范围结果进行回归分析,从而得到了用于疲劳评估的设计波组合,并利用该方法对1艘散货船的船舯内底与底边舱斜板折角处的节点进行了计算。结果显示,设计波法与谱分析法的结果吻合较好,计算量大幅减少。

基于设计波法的FLNG整船强度评估

本文采用基于设计波法的直接计算法对270 000 m3的浮式液化天然气船FLNG进行整船结构强度评估。根据FLNG具体的结构形式和数值分析的最终目的将该装置的实际结构简化,选用适当类型的单元对该装置的结构进行离散而得到FLNG的整船有限元模型。基于三维势流理论并利用中国南海波浪散布图对FLNG进行水动力分析,得到了FLNG在典型装载工况下的波浪压力分布及设计波参数。通过把FLNG承受的波浪压力、惯性力、静水压力与重力等载荷分布到有限元模型上,得到FLNG在典型装载工况下全船的应力水平、应力分布和变形情况。该数值分析结果可在FLNG的初级设计阶段为船体结构强度分析提供有效分析依据,并为FLNG上部模块的设计开发提供船体变形参考。