底浮箱式防波堤消浪性能、锚链张力及运动轨迹的试验研究

通过物理模型试验，底浮箱式防波堤在定水深和锚碇固位，受规则波、水流作用下，对浮堤的运动状态进行试验研究。对在波浪单独作用和波、流共同作用时，浮堤的消浪性能和锚链张力进行比较性试验，并对浮堤在波浪单独作用下的运动轨迹进行描述。试验结果表明，波浪单独作用的浮堤消浪效果好于波、流共同存在时；锚链张力的变化趋势基本相同；由于浮堤的堤宽与波长相比仅是1／6～1／3，浮堤两弦之间的相位差仅为（1／3～1／1．6）π，因此，浮堤的摇摆角度并不大。

正常靠泊下趸船位移及锚链张力的简单估算

浮码头趸船靠泊位移和锚链张力的确定十分困难,目前尚无行之有效的方法。结合悬链线经典理论,运用物理及力学方法,通过分析浮码头正常靠泊情况下能量的传递途径推算趸船的运动幅度和锚链张力,以供类似工程参考。

锚链预张力对FDPSO运动响应的影响

作为一种综合性浮式平台,浮式钻井生产储油船简称FDPSO,具备石油钻探、生产、储备等功能,是在浮式生产储油船的基础上发展而来。FDPSO主要工作于海况比较恶劣的深水海域,因而如何准确预报FDPSO的运动响应和锚链的预张力非常必要。本文基于时域耦合方法对FDPSO运动响应和锚链的预张力进行预报,在此基础上将数值结果与试验结果进行对比以验证理论计算的可靠性。通过改变锚链线的预张力来研究预张力对FDPSO运动响应的影响。文中提供了运动响应的时历曲线和响应谱,并对比分析其中的异同,结果表明锚链预张力对纵荡、横荡和横摇运动的响应影响比较大。

Chebyshev多项式在锚链分析中的应用

依据水流作用下锚链的数值分析模型 ,提出了应用Chebyshev多项式拟合建立锚链张力与锚链顶端位置函数关系的近似方法 ,该锚链函数多项式可方便地用于波浪与锚泊结构物相互作用的实时模拟中。计算中按静水和有流两种情况 ,应用二维和三维Chebyshev多项式 ,建立了锚链顶端水平和垂向拉力与锚链顶端水平、垂向位置 ,及水流速度的函数关系。锚链分析模型采用分段外推 -校正方法计算 ,在无流、均质锚链情况下 ,计算结果与解析解完全吻合。

近海悬链式单点系泊装置在位稳定性研究

本文以孟加拉国海域某悬链式单点系泊装置(Catenary Anchor Leg Mooring,CALM)装置为研究对象,研究了其在不同风浪流条件下的水动力响应和运动状态。采用理论研究与数值模拟的方法,研究单点系泊装置在有无油轮系泊工况下浮筒的运动响应、锚链受力、水下软管响应及系泊缆受力等情况,进而开展了对比分析并从中总结锚链长度对单点系泊装置稳定性的影响及运动规律。最后通过仿真计算验证了该系统在系泊状态下的稳定性,给出了系泊关键参数和系统稳定性的关系。

漂浮式潮流电站系泊张力分析

漂浮式潮流电站是潮流能开发的一种典型方式,系泊系统的设计分析是潮流电站开发的重点和难点之一,由于水轮机产生的流力巨大,系泊系统分析时需要对水轮机进行分析和考虑.基于(计算流体动力学)CFD技术,得出水轮机受力和水动力性能,应用软件对潮流电站锚链受力进行计算,对系泊系统进行校核.从结果中可以看出,由于水轮机的影响,对电站系泊系统提出了相当高的要求,设计的系泊系统满足要求.分析计算接近工程实际,计算结果将为实际工程应用提供理论依据和数据支持.

锚泊船舶出链长度及张力估算

单锚泊船舶根据水情、气象等具体条件,估算抛锚时出链长度。锚泊时根据出水部分锚链的形状来估计船艇锚泊 力的大小和锚位。

一种新型波能发电装置的运动响应计算

为分析碟形越浪式波能发电装置初步设计方案的合理性和不足,应用三维势流理论和波浪的辐射-衍射理论,结合水动力分析软件AQWA,计算在规则波浪作用下装置浮体6个自由度上运动的响应幅值算子(RAOs),考虑不规则波浪、风、流载荷的共同作用,对装置在工作海况和恶劣海况下的运动响应进行数值模拟分析,得到其时间历程结果。结果表明:装置结构外形设计合理,装置在其锚链张力腿锚泊系统定位下,运动响应满足工作稳定性要求和安全性要求。

吸力锚基础锚泊线准静力分析模型

随着海洋工程中吸力锚基础尺寸的增大,在系泊系统设计时必须考虑锚泊线切入土体段对整体设计的影响。建立了一种新的基于坐标轴划分微段的准静力分析模型,该模型包括锚泊线切入土体段与水中悬浮段两部分,无需给定锚泊线的初始长度。计算预张状态和工作条件下的锚泊线构形与张力分布,得到锚泊线顶端张力与浮体水平偏移特性曲线,分别对不同预张力和布置沉子对锚泊线状态的影响进行研究,并分析考虑锚泊线切入土体段的必要性。

走锚预报方法的研究

通过对单锚泊船走锚机理的分析，提出一种利用测力传感器测定锚链张力的方法，对锚泊船进行走锚预报，并可连续监测抛锚和起锚全过程锚链的受力情况，以判断锚是否抓底或离地，可大大提高锚泊的安全性。

沉垫自升式平台就位过程运动响应频域与时域分析

针对沉垫自升式平台在下放过程中四角系有锚链且处于漂浮状态,在风、浪、流的作用下会产生六个自由度的运动响应,若响应过大,会影响平台的正常安装甚至危及平台安全。采用三维势流理论和Morison公式,运用大型水动力计算分析软件SESAM,分别在频域和时域范围内对平台就位过程的运动响应进行了分析,并通过锚链的张力时历曲线对锚链的强度进行校核。结果表明,波浪的入射角和周期对平台运动有很大的影响,且纵摇和横摇对波浪的入射方向更加敏感,时域范围内考虑平台和锚链耦合作用影响下平台的运动响应和频域范围内短期预报的最大值相差不多,平台在此工况下具有良好的运动性能,在频域和时域范围内平台的运动均满足施工要求,锚链受到的张力符合强度要求。

潮流发电装置弹性锚泊设计

海洋潮流能是一种利用价值高、潜力巨大的新能源.漂浮式潮流电站是潮流能开发的一种典型方式,发电装置运输至目标海域之后,需要依靠系泊系统长期停泊,故必须计算分析其在各种外载荷作用下的运动性能,合理设计锚泊系统,避免漂浮式电站发生倾覆的可能性.对2×100 kW潮流发电装置进行锚泊系统设计,并尝试在系泊线中加入非线弹性拉伸材料(高弹性索).根据装置的特点设计了3种不同的锚线布置方案,利用AQWA软件对整个系泊系统进行时域耦合分析,并对不同方案进行了对比分析.计算结果显示,加入高弹性索可以有效的降低锚泊链的最大拉力,同时高弹性索具有质量轻的优点,加入高弹性索可以降低普通锚链的用量,减轻系泊系统重量.经过多次试算在满足安全性的基础上给出了最终的锚线设计形式,证明了加入高弹性索的锚线设计形式适用于漂浮式潮流电站,能够满足潮流电站在强流、大载荷等特殊条件下对锚泊系统的要求.

球形波浪浮标运动性能分析

研究球形波浪浮标风、浪、流作用下的运动响应和系泊张力。利用SESAM软件建立球型浮标有限元模型。采用三维势流理论计算波浪力,得到一系列规则波作用下,不同水深时球形浮标的运动响应。同时计算球形浮标在随机波浪的作用下的时域运动响应。经过计算分析,得到了浮标的幅频响应以及随机波作用下的运动特点,给出了不同水深和波高下系泊锚链的张力。

单点锚泊船舶走锚预报方法新探

根据走锚前后锚链张力变化规律,提出了一种预判走锚新方法。通过实施监测锚链张力变化情况,对锚泊状态进行监测,并且根据锚链张力峰值越变与振荡周期变化,预判锚泊状况,并能在锚泊状况异常时及时发出报警。

系泊浮筒设计与动力分析

准确预估系泊系统的动力特性对系泊系统的合理设计、保证系泊结构物的安全和正常作业有着重要的意义。本文通过对500吨级的小型驳船单浮筒系泊设计方案的分析论证,一方面为开展该方面的论证工作提供了借鉴,同时也为工程设计提供了有力依据。

浮标在波浪中的试验研究

对于用于测量目的的浮标来说,为了保证仪器仪表的正常工作,浮标在波浪中的运动要受到一定的限制,因此必须采取合适的锚泊系统.本文针对一三锚系统进行了波浪水池中的模型试验,浮标由三根锚链系泊,每根锚链在靠近浮标处都放置一个浮筒.试验结果表明,此锚泊系统能满足浮标的运动,锚链张力也比较小,具有较好的工程应用价值.

锚唇受力分析

分析锚泊状态、抛锚和收锚状态、锚存状态和极端状态中锚与锚链的运动情况,确定锚链和锚对锚唇的作用方式,建立锚唇受力的计算公式,根据实际锚泊经验,选取不同船型,分析锚唇受力极值以及锚自身质量、水中锚链长度等因素对锚唇受力的影响。

极端海况下半潜式浮式风机运动响应与系泊响应

以OC4-DeepCwind半潜式浮式风机为研究对象,利用ANSYS AQWA软件,通过时域耦合法模拟不同海况,在受到波浪、风、流载荷联合作用下,风机的动力响应和系泊响应,讨论极端海况对风机的影响。结果表明,与正常海况相比,极端海况下风机锚链张力的波动范围明显增大,相对最大值为正常海况下的4.98倍,影响系泊系统的稳定性;极端海况下风机卧链长度的相对最小值为正常海况下的1.75%,仅为4.21 m,与荷载作用方向一致的风机锚链变化较为剧烈,为风机的主承载锚链;极端海况下风机的纵荡、垂荡运动均有所增加,相对最大值分别为正常海况下的15.95倍、1.82倍,纵摇偏转变化到最大4.95°,其余方向变化较小,风机重心发生10.19 m的偏移,影响风机的稳定性,干扰风机的正常运行。

福州港罗源湾港区可门作业区1#泊位港池灯浮标设计

运用浮标的静力分析方法,对福州港罗源湾港区可门作业区1#泊位港池的具体自然条件进行分析,确定灯浮标的结构及材料。明确灯浮标的设计思路,保证了工程设计的严谨性及安全性。

NAPA软件在锚操作稳性计算中的应用

锚操作稳性计算的稳性衡准相对“小众”,其衡准(横稳性力臂为最大横稳性力臂的50%时对应的横倾角)在常见的NAPA,Maxsurf等稳性计算软件中均没有,本文通过NAPA软件的二次开发手段,实现了该软件对锚操作稳性的计算应用,大大减少了锚操作稳性计算中对不同出锚角度下锚链张力的迭代计算过程,为船舶锚操作稳性计算提供了一种高效快捷的计算方法。