组合式网箱锚绳受力特性研究

设计了5种组合形式的重力式网箱模型,借助物理模型试验的方法,在纯流、纯波及波流联合作用下,测试了各种模型网箱的锚绳受力,并进行正向锚绳、侧向锚绳的受力分析,总结了组合式网箱锚绳受力的特性,在此基础上对实际养殖中采用的网箱组合形式提出了一些合理化建议。     

纯流下带底圈重力式网箱的水动力特性试验研究

对带底圈重力式网箱在纯流作用下的锚绳受力、网箱运动和网衣变形进行了研究,以期为更系统地了解重力式网箱的水动力特性提供依据.     

不同配重方式和配重大小对重力式网箱受力的影响

针对目前常用的深水重力式网箱,采用1∶20的模型比尺进行模型试验,共设计了八种具有不同配重方式、配重大小的网箱模型,并分别测定了各方案在纯流、纯波和波流组合条件下锚绳的受力。试验结果表明:在大多数试验条件下,对于同一配重方式的网箱,减小配重有利于减小网箱的受力,配重大小对纯流条件下锚绳受力的影响最大,其次是波流组合,最后是纯波情况。配重形式对锚绳力的大小亦产生一定的影响。有无沉降圈不会给网箱锚绳的受力带来多大差别,但是否设置底圈的影响很大,在配重大小相同的情况下,是否设置底圈最大可导致锚绳受力约30%的差异,但随配重的增加,这一差异有减小的趋势。最后从受力的角度对网箱的配重提出了建议,可供网箱的设计和使用作参考。     

水流作用下单体网格式锚碇网箱水动力特性研究

运用刚体运动学原理及集中质量方法,建立了计算浮架、网衣、锚绳及浮子受力和运动的数学模型。利用此数学模型获得了水流作用下重力式网箱在网格式锚碇情况下的锚碇锚绳受力、浮架运动计算结果,并与试验结果进行了比较,二者符合程度较好。在此基础上,计算了在不同设计流速与流向作用情况下,锚绳受力、浮架运动及网衣变形。计算结果表明,在相同工况下,3类锚绳中,锚碇锚绳受力最大,连接锚绳受力次之,网格锚绳受力最小。两种流向相比,相同条件下斜向流作用时,锚碇锚绳、连接锚绳受力大于正向流作用,网格锚绳受力情况相反;浮架中心水平位移表现为斜向流作用大于正向流作用,两种流向作用下浮架中心的竖直位移、浮架倾角及网衣变形相近。     

水流作用下双体组合式网箱水动力特性研究

运用刚体运动学原理与集中质量方法,建立双体组合式网箱浮架、网衣、锚绳及浮子的受力运动方程数学模型,利用物理模型试验对数学模型进行了验证,结果表明,本数学模型具有较好的可靠性和准确性.运用数字模型,计算了在不同流速条件下,双体组合式网箱锚绳受力、浮架运动及网农变形.     

规则波与不规则波作用下刚架式网箱水动力性能

为深入了解海水养殖，研究网箱在不同波浪作用下的受力运动特性，基于Morison方程，采用海洋工程水动力软件OrcaFlex建立波浪作用下网箱的运动响应数学模型，对其进行水动力性能分析。针对刚架式网箱的实际尺寸参数，在波高H=1.3 m和周期(T=6、7、8 s)条件下，对浮架与网衣连接点的有效张力、网箱容积剩余率和锚绳力进行数值计算。结果表明：在规则波作用下网箱的浮架与网衣连接点受力和锚绳力相对较小；在不规则波作用下变形更严重，剩余容积率较小；在规则波和不规则波作用下，波浪周期的增加将减小浮架与网衣连接点的张力和锚绳力。     

重力安装式裙板锚承载特性及最优系泊点

海洋中的地质条件复杂,为解决常用的吸力锚基础无法在高渗透性土壤中进行安装的问题,结合某海域实际地质条件,提出一种重力安装式裙板锚,并采用理论计算和数值模拟方法对该锚固基础的承载力进行计算,对其最优系泊点的位置进行探讨。分析结果显示：增加裙板的高度可有效提高重力安装式裙板锚的承载力,降低其重量,安装比吸力锚更简单快捷;采用现有规范进行计算,得到的承载力的计算结果偏于安全;由于裙板较高,重力安装式裙板锚也存在最优系泊点,在本计算条件下,最优系泊点位于筒形结构的约下1/5处。重力安装式裙板锚可作为海洋工程锚固基础的一种选择。     

组合式网箱运动特性研究

根据深海养殖工程中重力式网箱常用的布置形式,设计了三种网箱组合方式,借助物理模型试验方法对浮架在纯波及波流作用下的运动特性进行了试验研究,得出了组合式网箱浮架运动特性及网箱组合形式对浮架运动特性的影响,并与单体网箱浮架运动特性作了比较。     

一种用于深水S型铺管的重力式起始锚设计与有限元分析

针对深水S型铺管的特点,提出一种适合深水S型起始铺管的重力式起始锚的结构设计型式,并完整描述这种起始锚的设计分析方法,这种重力式起始锚具有结构型式简洁、易于建造、适用海底土质范围广等优点,可为深水管线起始锚的研究提供参考。     

“拖拉绳吊装受力的精确计算”一文在应用中的可观效益

发表在《石油工程建设》1987年第3期上的“拖拉绳吊装受力的精确计算”一文,提出采用扒杆吊装塔器时,计算拖拉绳受力的一种新方法。这种计算方法在常规的受力分析及一般计算方法的基础上,考虑到拖拉绳的长度、直径、各拖拉绳的水平投影与主受力线的夹角、拖拉绳的预拉力和扒杆的各项几何参数等因素,按静不定系统对拖拉绳在起重吊装中的受力状况作了精确的分析。从理论上看,该计算方法合理,对正确选片用拖拉绳及锚坑的设计有重要作用。我们在天津炼油厂常减压装置改造工程的新减压塔吊装中采用了这种计算方法。实践表明,这种计算方法符合实际情况,且安全可靠,值得在塔器吊装受力计算中推中推广应用。本人曾专程赴长岭炼油厂与该文作者陈建军同志就减压塔吊装计算中某些具体问题作了     

单点系泊深海养殖工船水动力性能

为研究更加适合于深海养殖网箱工船的系泊方案,基于时域耦合理论,使用SESAM软件建立深海养殖网箱工船船体,在DeepC中建立系泊系统的耦合分析模型。根据系泊缆线布置方式的不同,对组式系泊和均布散射系泊进行对比分析。从船体的运动响应和系泊缆的张力两个方面,对比分析在不同浪向角和多种波浪载荷下的系泊性能。结果表明,对于深海养殖网箱工船采用组式单点悬链线系泊更为合理,养殖工船的纵荡和横荡运动响应受入射角影响较为明显,系泊缆线的布置方式对于系泊缆线张力影响较大。     

系泊油轮靠球减振性能分析

基于某油田PSP平台靠泊系统,提出了一种新型减振靠球.同时,建立了油轮停靠平台时的水动力分析模型,进行了油轮运动的频域计算;在频域分析的基础上,考虑护舷及靠球的综合作用,建立了系泊油轮、护舷及靠球系统的耦合分析模型,计算了靠泊状态油轮的波浪载荷,油轮运动,系泊张力及油轮对平台的撞击力.计算表明,采用减振靠球后,油轮的运动和系泊状态的碰撞载荷明显减小,设计的靠球减振效果显著,可以在系泊油轮减振抗冲击方面使用.     

极端海况下浮式防波堤的水动力性能分析

基于三维势流理论,以消波性能形式较好的双圆筒浮式防波堤为研究对象,通过有限元软件Workbench建立不规则波作用下浮式防波堤的湿表面模型,利用水动力分析软件AQWA对浮式防波堤进行频域水动力性能分析和时域全耦合分析,重点研究浮式防波堤在极端海况下的响应幅值算子、运动响应和系泊缆张力,为相关实际工程提供参考。     

适应南海海况的FPSO系泊系统设计与运动响应

为保障一艘多点系泊浮式生产储卸油装置（Floating Production Storage and Offloading,FPSO）在南海恶劣海况下的安全作业,设计外转塔式系泊系统,并对船体线型进行优化分析。基于三维势流理论,应用Wadam软件建立水动力计算模型,研究不同船型方案下的FPSO频域水动力性能,最终确定优选船型。通过时域耦合动力分析方法研究FPSO系泊船体在风、浪、流作用下的运动响应特性,对比船型优化前后的运动响应和系泊缆张力结果。计算结果表明,减小艉柱倾角、增大艏柱倾角能在一定程度上降低该型FPSO在南海的纵摇和垂荡运动响应,系泊系统设计满足船级社规范要求。     

非对称起重拆解平台码头系泊方案优化

以非对称式起重拆解平台为研究对象，基于三维势流理论并用水动力软件AQWA对风浪流共同作用下平台的码头系泊能力进行数值仿真，求解各缆绳张力大小，并针对缆绳受力情况对船首尾处及船中处缆绳的连接方式进行优化。结果表明，不同的连接方式在一定程度上会使缆绳的受力更均匀，能有效地提高缆绳的使用率和系泊的安全性。     

考虑内波流影响的南海八号钻井平台锚泊能力分析评估

南海八号钻井平台在我国南海某油田钻井作业时,遭遇了内波流的作用,对平台的锚泊系统和钻井作业产生了一定的影响。结合南海特有的内波流环境条件,分析评估了南海八号钻井平台的锚泊能力。首先对平台的锚泊系统配置、海洋环境进行了介绍,然后就平台原设计环境条件进行了锚泊能力评估,平台水动力计算依据三维势流理论,采用挪威船级社DNV的Hydro D和Deep C软件,对南海八号半潜式钻井平台进行了水动力分析,并建立了平台系统耦合运动空间离散有限元模型的动平衡方程。重点评估了内波流作用下平台的定位能力,分析了平台遭遇不同内波流流速下平台的偏移、锚缆张力、锚的水平载荷,提出了可供平台作业方参考的工程建议。     

软刚臂单点系泊系统横向刚度分析

对软刚臂单点系泊系统的横向刚度理论进行探讨,并以海洋核动力平台单点系泊系统为例进行相关计算,对海洋核动力平台在不同海洋环境条件下的水动力性能开展系统的风浪流水池模型试验。基于理论研究并运用MATLAB和Adams软件对软刚臂系统横向刚度进行分析计算,通过试验得到系统的横向回复力曲线,结果表明其刚度在横向位移较小时近似为一固定值（5 t/m）,并随横向位移增大而增大。