液舱晃荡对潜艇系泊系统稳定性的影响

液舱内自由液面的晃荡会影响船艇的稳定性。引入混合系统理论,对液舱晃荡影响下的潜艇系泊系统进行了分析,介绍了判断混合系统稳定性的Lyapunov指数判据。针对一类典型的潜艇系泊方式,建立了晃荡影响下的系泊潜艇横荡运动刚性碰撞模型。基于该模型对系统进行数值仿真,研究了晃荡流体对系泊潜艇稳定性的影响。结果表明,液舱晃荡影响下的潜艇系泊系统具有阶跃特性和强烈的非线性特征,用混合系统可以有效描述系泊系统的连续运动和状态跃变,从而验证了这种方法的可行性。     

采煤沉陷水域漂浮建造的计算方法研究

为研究在采煤沉陷水域进行漂浮建造的方法,运用三维数字化模拟,建立漂浮建造的规划布局和形态模型,提出漂浮建造方案:漂浮模块由上部结构、漂浮基座和系泊结构组成,单元式模块按需组合即可构成有机体系,并对此进行结构设计及计算方法研究.结果表明:上部结构和漂浮基座采用钢筋混凝土框架结构时,二者正投影面积比为1∶3,基座平面型式为正方形,由顶板、侧板和底板围合组成.采用桩基或者牵拉方式系泊固定:桩基系泊时,设置截面1.0m×1.0m和长度25.2m的钢筋混凝土抵抗柱;牵拉系泊时,在4个不同方向设置直径45mm的伸缩钢缆牵拉漂浮模块.     

海上风机半潜式基础概念设计与水动力性能分析

针对5 MW海上风机动力响应较大的问题,提出了半潜型浮式基础的概念设计,研究了半潜式浮式基础在不同风浪环境下的运动响应和生存能力。考虑叶片空气动力载荷及风浪载荷,以及浮式基础与系泊系统的耦合,建立风机结构系统及水动力模型,采用动量－叶素理论计算叶片空气动力载荷,在频域范围内计算了载荷传递函数。计算分析浮式基础风机系统不同风浪情况下的时域动力响应,评估了半潜型浮式基础在极限海况下的生存能力。结果显示,半潜型浮式基础运动性能良好,且在极端海况下,各系泊缆安全系数均大于1．67,破损状况下安全系数均大于1．33,该浮式基础及其系泊系统具有足够的抵抗极端海况的能力。     

Wind-wave induced dynamic response analysis for motions and mooring loads of a spar-type offshore floating wind turbine

Due to the energy crisis and the environmental issues like pollution and global warming, the exploration for renewable and clean energies becomes crucial. The offshore floating wind turbines（OFWTs） draw a great deal of attention recently as a means to exploit the steadier and stronger wind resources available in deep water seas. This paper studies the hydrodynamic characteristics of a spar-type wind turbine known as the OC3-Hywind concept and the dynamic responses of the turbine. Response characteristics of motions and mooring loads of the system under different sea states are evaluated and the effects of the loads induced by the wind and the wave on the system are discussed. The calculations are carried out with the numerical simulation code FAST in the time domain and the frequency analysis is made by using the FFT method. The results and the conclusions from this paper might help better understand the behavior characteristics of the floating wind turbine system under actual ocean environments and provide valuable data in design and engineering practice.     

南海浮式码头与系泊系统动力耦合分析

南海部分海域由于海底地形限制,运输船舶无法正常靠泊作业,可采用成本较低的浮式码头供运输船舶停泊使用。该文应用基于开源平台Open FOAM开发的船舶与海洋工程CFD求解器―naoe-FOAM-SJTU,对一座分布式系泊系统的浮式码头在入射波浪作用下的运动响应进行了数值模拟。文中系泊系统的求解采用基于集中质量法的动力分析方法,给出了码头运动和系泊系统所受动力的时历曲线,并且将结果同静力分析进行对比,验证了采用动力分析方法的可靠性和必要性。     

发明与专利

电动系泊绞车环形恒张力传感器 【摘要】传感器包传感元件和隔离转换电路。传感元件包括环形弹性体、电阻应变式应变全桥,环形弹性体套在电动系泊绞车轴承的外环,电阻应变式应变全桥设在环形弹性体的内表面,并与隔离转换电路相连,隔离转换电路包括输入接口、前级放大电路、隔离放大电路、信号转换电路、输出接口、DC／DC供电模块。     

风浪流荷载下基于AQWA的海上Spar型浮式基础稳定性分析

为了解决现阶段可再生能源利用的问题,实现深海风能的有效利用,针对设计出的OC3-Hywind 5MW Spar型浮式平台基础部分在风浪流荷载下的稳定性问题进行研究。利用ANSYS中的水动力模块(AQWA)分别对结构进行频域以及时域耦合运动响应仿真模拟,比较分析了不同工况下浮式结构各个自由度下的运动响应值,以及配重块在系泊不同位置处对结构运动响应值及系泊力的影响情况。结果表明:在不同工况作用下的浮式结构在纵摇自由度方向上的运动响应极值主要受风荷载影响,随着风速增大,响应极值也随之增大,在其他自由度上的响应极值受风、浪荷载影响较小;改变配重块在系泊缆上的悬挂位置对浮式基础在纵摇和首摇自由度方向的运动有着显著影响,并且随着配重块距离锚固点越近,响应值越大,越不利于浮式基础的稳定;未悬挂配重块的系泊力高于悬挂了配重块的系泊力,随着配重块悬挂位置离锚固点越远,系泊力越小,越能保证浮式基础在恶劣海况条件下的稳定性。     

两点系泊延长测试新技术

两点系泊延长测试技术可为海上油田的开发提供详实可靠的测试数据,从而确定最佳开发方案,但其在安全方面却比常规测试更要严格得多。渤海油田在实际应用中,逐渐增加了可燃气体自动报警系统、油气两级分离系统、拉力监测自动系统及缆绳快速脱钩系统等,使得该技术更加完善。     

22MnCrNiMo钢表面等离子喷涂CoCrW涂层组织性能的研究

针对海洋工程用22MnCrNiMo系泊链钢特殊的服役环境,通过等离子喷涂技术在其表面制备了CoCrW保护性涂层。喷涂后的试样分别在850和950℃进行扩散化退火处理,保温时间分别选定为30和120 min。最后利用扫描电镜(SEM)、能谱分析(EDS)及ZEISS金相显微镜对试样涂层表面进行形貌观察和成分分析。结果表明：等离子喷涂后的试样经扩散退火处理之后,在电镜下观察发现,850℃退火后,涂层与基体之间能形成一层致密的氧化物薄膜;950℃时基体与涂层之间的互扩散明显,在界面附近形成了一层明显的白色析出相Cr₂O₃。     

系泊缆破断对半潜式平台水动力性能影响的试验研究

系泊缆破断是浮式平台系泊系统设计的关键因素。本文针对系泊缆破断对半潜式平台水动力性能影响的问题,对一半潜式平台开展模型试验,研究在极端海况下,平台在系泊系统完整与系泊系统破断工况下的系泊缆载荷,以及平台运动和波浪爬升响应差异。试验结果显示,系泊缆破断会造成邻近系泊缆张力均值增加;平台发生大范围水平偏移;在0°载荷方向下,平台纵摇固有频率会发生偏移;在90°载荷方向下,平台迎浪侧波浪爬升高度发生明显变化。研究结果可为半潜式平台的设计与验证提供参考,从而保障平台安全。