一种海上测风船的稳性分析

对一种新型海上测风船的完整稳性、破舱稳性和拖航稳性进行了分析。该新型测风船采用了一种新型基础,具有测量范围大、可自浮拖航、重复使用、环境友好等优点。通过MOSES软件计算了不同分舱时该测风船的完整稳性及破舱稳性和拖航稳性。计算结果表明,8舱分区时完整稳性和破舱稳性性能均较好,建议对浮箱进行8舱分区。     

基于GHS软件的倾覆船舶扳正计算与分析

在考虑难船浮性和稳性的基础上,研究了倾覆船舶的扳正过程。根据船舶的受力特点,建立了打捞难船的扳正力力学模型;针对传统扳正力编程计算时间长和前期数据输入量大的问题,提出利用GHS软件的Salvage模块进行分析计算。并以某倾覆船舶扳正为例,建立三维模型并对其扳正过程进行仿真计算研究,从计算结果可以分析出最大扳正力值及其出现的扳正阶段、该船舶的稳性状态及船舶纵向上的强度分布情况。GHS软件能够合理模拟横倾船舶的扳正过程,适用于制定船舶救助打捞方案。     

规则波中参数横摇直接稳性评估方法研究

国际海事组织(IMO)正在制定第二代完整稳性衡准,其中参数横摇是非常重要的稳性失效模式。为提供一种计算可靠且便于工程应用的参数横摇直接稳性评估方法,该文采用一种实用的三维时域方法进行规则波中船舶参数横摇运动研究。在该方法中,应用组合Rankine源和时域格林函数的混合源法求解辐射势和绕射势,对船体平均湿表面进行压力积分求解辐射力和绕射力,而Froud-Krylov力和静水力是通过对船体瞬时湿表面压力积分获得的,同时考虑垂荡-横摇-纵摇三自由度之间的耦合作用,以及非线性横摇阻尼的影响。以国际标模C11集装箱船为研究对象,数值分析不同航速和波陡条件下的参数横摇运动规律,将计算结果与已有的试验结果进行了对比,并依据IMO提案中关于参数横摇的定量验证标准进行准确性评估,评估结果为IMO参数横摇直接稳性评估方法的制定提供了相关技术支撑。     

潮汐电站厂房浮运结构的浮运稳定计算

基于神经网络技术建立了浮运结构的重心知识库和稳性参数知识库 ,用于计算潮汐电站厂房浮运结构在浮运和沉放过程中的稳定性 .该知识库克服了公式计算的局限性 ,无需预知模型的形式 ,建模简单 ,易于程序化 .计算实例表明 ,该知识库可以有效地预报浮运结构稳定性能     

潮汐电站厂房浮运结构的浮运稳定计算

基于神经网络技术建立了浮运结构的重心知识库和稳性参数知识库、用于计算潮汐电站厂房浮运结构在浮运和沉放过程中的稳定性。该知识库克服了公式计算的局限性，无需预知模型的形式，建模简单，易于程序化。计算实例表明，该知识库可以有效地预报浮运结构稳定性能。     

破舱油船水下油品泄漏过程的舱压效应研究

该文采用VOF模型和标准k-?湍流模型来实现负压条件下破舱油船水下油品泄漏,并用缩尺模型试验进行验证。通过对油品泄漏入海量及泄漏速度等泄漏特征参数的分析,获得舱压在泄漏动力中的作用及舱压在油品泄漏过程不同阶段的作用机理。研究表明:舱压在油品泄漏动力中的作用主要表现在受阻泄漏阶段,而自由泄漏阶段中油品重力的动力作用明显;舱压对油品的泄漏入海量影响较大,对压载舱内进水量及油品积累量影响小;在受阻泄漏阶段,舱压越小,油品泄漏入海率及压载舱内油品积累率越小,而进水率越大。     

疏浚工程施工耙吸船装舱效率分析

因不同粒径泥沙在装舱过程中的沉积、冲刷等特性不同,会显著影响自航耙吸挖泥船装舱溢流的施工过程。以合理的装舱溢流时间,实现溢流损失量最小化和有效装载量最大化,是疏浚工程施工中最重要的问题之一。针对泥沙的这些特性差异,利用由RANS方程与泥沙经验公式建立的装舱溢流计算方法,模拟细沙和粗砂的装舱溢流过程,对装载量进行实测数据验证,并估算溢流损失量,给出了合理装舱溢流时间等关键施工参数的依据。     

随浪中船舶复原力计算和试验研究

目前国际海事组织第二代完整稳性衡准正在制定中,纯稳性丧失被列入五种稳性失效模式之一,随浪中复原力变化是纯稳性丧失薄弱性衡准和稳性直接评估的关键因素。该文以C11集装箱船为对象,对随浪不同波浪条件下的横摇复原力进行了试验测量,得到了不同横摇角度时的复原力变化,分析了不同波浪条件下复原力的变化规律;并开发波浪中复原力计算方法和程序,对随浪中船舶横摇复原力进行了计算分析,最后和试验结果进行了对比,有效验证了计算方法的准确性和有效性,为纯稳性丧失直接评估方法的实现奠定了基础,为船舶第二代完整稳性衡准的建立提供了技术支撑。     

大型油轮压载水舱泥沙淤积试验研究

大型油轮进入多沙水域,停泊港口置换压载舱水时,舱内泥沙沉积于压载水舱底部,很难清淤。将压载水舱分隔为边舱和底舱,以边舱作为泥沙沉淀舱,泥沙沉淀后较清水体流入底舱,是治理压载水舱泥沙淤积的一种新方法。以舟山地区多沙水域为背景,建立了大型油轮压载水舱边舱正态水沙模型,提出了压载水舱不同结构形式下的压舱水流动方法,通过多组次试验,分析了油轮压载水舱泥沙的淤积过程和沉积规律,优选了压载水舱泥沙落淤最佳结构方案。研究结果表明:通过油轮压载水舱边舱沉淀泥沙的方法,能使压载水中约80％的泥沙落淤,仅20％左右泥沙进入底舱。该模型试验为国内首次大比尺船舶压载水舱泥沙淤积试验,可为大型油轮、船舶压载水舱泥沙治理提供新的途径。     

基于时域格林函数的有航速船舶与波浪相互作用的数值模拟

基于深水时域格林函数的数值处理方法及开发的计算程序,采用三维时域数值模拟方法,在线性势流理论框架内对深海波浪中航行船舶的辐射问题和绕射问题进行了求解,研究探讨了航行船舶与波浪相互作用问题.研究中对不同航行速度的Wigley型船水动力系数和波浪力进行了数值计算,通过与试验及文献计算结果的比较,验证了三维时域数值计算程序的有效性.     

泵站侧向进水三维流动数值模拟

为研究闸站枢纽泵站进水流动特性,运用三维湍流数值模拟的方法,模拟了枢纽进水流动形态,对进水回流的形态及位置进行了计算分析。结果表明:枢纽泵站前池流态的主要影响因素为闸站结合部隔流墙及上游河宽与前池宽度的比值;在各种流态改善措施中,前池设置导流墙能取得较理想的整流效果;对于闸站合建枢纽此类侧向进水流动,底坎、底坡等措施整流效果不大。     

计算层状土稳定入渗率的饱和层最小通量法

根据土壤水动力学原理,提出了计算多层土壤稳定入渗率的饱和层最小通量法。采用HYDRUS-1D数值模拟软件,模拟了不同土壤表面水头、多层土壤特性下的稳渗过程,根据模拟结果对饱和层最小通量法进行了检验。结果表明,这种计算多层土壤稳渗率的方法物理意义明确、误差较小。与改进的Green-Ampt公式相比,该方法不需要考虑下层土壤的进水吸力,同时考虑了多层土壤对入渗的影响,更适用于实际情况下分层土壤稳定入渗率的估算,可以为水资源量评价、环境污染评价和相关工程设计等领域提供理论依据。     

随机波浪下的船舶大幅横摇和倾覆研究

船舶大幅横摇运动是非常复杂的非线性问题也是导致船舶倾覆的主要原因之一.该文通过对船舶非线性横摇运动进行分析,建立了船舶横摇运动微分方程,引入形状滤波器,将实际海浪序列表示为白噪声后通过这一形状滤波器输出.并运用马尔科夫过程理论,采用路径积分法,在时间域内求解相应的四维Fokker-Planck方程,得到了随时间演变的船舶横摇运动的转移概率密度,结合首次通过理论,求得船舶倾覆概率分布随时间的演变过程.将理论计算结果与模型试验结果进行比较,两者吻合较好.研究结果表明,路径积分法能用于预测船舶倾覆前持续时间的概率分布,因此可为船舶设计和稳性衡准提供相关的参考.     

三河闸摩阻型拦船设施应用研究

为防止三河闸泄洪时船舶在水流作用下意外撞击闸门发生事故,需要在上游引河适当位置设置可靠的拦船设施。摩阻型拦船设施结构简单,投资不大,拦截能力强,适用于三河闸,它由摩阻机、摩阻机基础、钢丝绳和浮桶组成。针对三河闸水面较宽、流速较大的特点,基于动力学原理,采用微分法计算,最终确定了钢丝绳型号、长度以及摩阻机参数。     

迎浪船舶的参数横摇分析

本文该文建立了三维非线性时域模拟运动方程;应用泰勒展开得到参数共振项系数;基于势流理论给出了非线性运动方程中来波影响项系数的确定方法.分析了发生参数横摇的范围和幅度;对船舶在不同波高、不同遭遇频率下的参数横摇幅值进行了系列预报,得到船舶参数横摇的发生区域图.     

随机海浪下的船舶非线性横摇与安全池研究

船舶大幅横摇运动是复杂的非线性问题,也是导致船舶倾覆的主要原因之一.该文通过对随机海浪下船舶非线性横摇运动进行分析,建立了横摇运动微分方程,采用数值方法在时域内对微分方程进行积分,模拟了船舶横摇运动响应,并研究了—实船在随机海浪中安全池的破损情况,得出该船的生存概率,分析了不同有义波高和航速下生存概率的变化.研究表明,数值方法以及安全池理论可用于预测船舶在随机海浪中的生存概率,从而可为船舶稳性衡准提供相关的参考.     

红土镍矿运输船倾覆特性数值研究

为深入揭示易流态货物运输船倾覆发生特性,该文以一舱段为研究对象,采用Herschel-Bulkley和Bingham方程对含水量40%的流态红土镍矿应力-应变特性进行描述,结合VOF方法建立了流态货物舱内晃荡数值计算模型;采用简化物面非线性方法求解舱段外部流场,并建立了流态货物舱内晃荡和舱段间横摇耦合运动数值模型。该模型完整地考虑了流态货物海运过程中舱内晃荡力矩及其对舱段回复力矩削弱的共同作用。结果表明,流态货物舱内晃荡引起的横摇运动不对称现象以及较高的波浪幅值和共振频率是导致易流态货物运输船发生倾覆的主要因素。     

大型泵站进水前池复杂流态下机组启动组合优化

为解决杭州三堡泵站同时受正向和侧向进水水流影响的问题,建立进水建筑物二维数值模型,通过数值模拟计算不同机组启动组合和泵站前池的流场,以此评价前池水流的均匀性,分析涡流、脱壁等不利水流状态。通过提出泵站运行时不同台数机组的最优组合,以提高前池运行的平稳性、泵站机组设备的安全性。计算结果表明,采用二维数值模拟进行分析的研究方法可行,对大型泵站前池复杂流态下机组启动组合优化有一定参考价值。     

大直径钢管桩内取水泵站优化研究

采用三维有限体积法和非结构网格,对不同进水条件下钢管桩内水泵的进水流态进行了数值模拟研究,优化了离岸式LNG取水泵站采用大直径管桩内取水方案的钢管桩尺寸、开孔形式、布置高程及水泵类型等参数,减小了水泵吸水管内横向流速,抑制了涡流强度,改善了水泵的进水条件,为取水口物模试验及其初步设计提供了相关参数和依据.     

带液舱FPSO船内外流场耦合的数值分析

带液舱FPSO船舶运动时对液舱晃荡的影响明显,而被影响的液舱晃荡会反过来改变FPSO船舶运动性能。该文采用基于开源代码OpenFOAM平台自主开发的CFD求解器naoe-FOAM-SJTU,对带有液舱的FPSO进行内外流场耦合数值模拟,对放开横荡自由度和不放开横荡自由度下的FPSO船舶运动和液舱晃荡进行了模拟研究;并对这两种状态下的船舶运动曲线和液舱抨击压力进行了比较。