3000m起重铺管船铺管作业率研究

针对3 000 m起重铺管船的运动性能,对其铺管作业率做了相应的研究。将模型试验得出的规则波运动响应的每个自由度的n个数据点通过样条差值的方法编写到不规则波响应谱中,并采用变步长勒让德-高斯积分的方法求解出船舶不规则波运行的单幅最大值。同时,与SESAM程序软件的计算结果作对比,经研究,验证了该计算方法的有效性。最后,将计算出的一系列单幅最大值与相应校准值作比较,根据海况资料,将所有满足条件的一系列不规则波的发生概率相加,则起重铺管船在特定工况下的铺管作业率得到了求解。     

基于动态刚度模型的聚酯缆力学性能研究

采用聚酯缆作为系泊材料的张紧式系泊形式,克服了锚链自重大的缺点,为浮体提供了更好的系泊性能,在深水系泊领域备受关注。聚酯缆的非线性力学性能明显,其非线性本构关系使得该材料的张力响应预测难度增大。因此,精确模拟该关系具有重要意义。本文基于绝对节点坐标法,在轴向大拉伸的情况下,结合8股编织结构的聚酯缆的动态刚度模型,开展聚酯缆张力响应精确计算与分析,并与近似算法对比。研究结果表明,采用精确算法得到的聚酯缆轴向张力高于近似算法,聚酯缆的非线性本构关系使其“越拉越刚”,近似计算可能会使得张力预测失真。因此,在计算使用聚酯缆材料的系泊系统的张力响应时,采用精确的动态刚度计算模型是十分必要的。     

深水钢悬链线立管波致疲劳预报时频方法对比

波致疲劳损伤是深水钢悬链线立管(SCR)疲劳损伤的重要组成部分。分别采用时域和频域的方法对中国南海海域风暴海况引起的SCR波致疲劳损伤进行了预报,分析了时域方法和频域方法得到的平台运动响应和立管动力响应的差异,对疲劳损伤风险位置及损伤极值等预报结果进行了对比。结果表明:时域方法与频域方法计算耗时差距巨大,采用频域方法得到的损伤风险位置滞后,且与时域方法相比,对立管的波致疲劳损伤进行了放大,在数量级上保持一致。通过上述结果分析,评估两种方法在深水钢悬链线立管波致疲劳预报中的适用性。     

理想塑性非线性弹簧支撑刚性圆柱涡激振动响应

应用尾流振子模型以及弱耦合算法的二维CFD数值方法,首次模拟了理想塑性非线性弹簧支撑刚性圆柱的涡激振动响应。CFD数值模拟与尾流振子经验模型预报结果一致显示:响应幅值超出非线性弹簧的极限位移后产生突变而迅速达到峰值,然后又逐渐变小;非线性弹簧情况下幅值峰值要低于线性,但出现在较低的流速。CFD数值方法还模拟到非线性弹簧支撑柱振动频率开始锁定泄涡频率,当振幅达到峰值后,随之锁定于静水固有频率附近。     

一种水下运动物体三维轨迹视觉测量方法

针对海洋工程中采用的设备深海悬垂法安装过程,采用多摄像头视频运动分析方 法计算水下三维运动轨迹可用于指导海洋工程的结构安装和分析设备水下运动特征。水下视频 和图像的处理获取面临着诸多挑战,首先由于水下环境悬浮物和颗粒较多,光在水下发生了散 射,使水下图像发生了退化;其次水下视频运动分析遇到的一个主要障碍是光线的折射引起的 图像误差。由于光在水、玻璃、空气不同介质间发生折射,光路发生弯曲,陆地上的摄像机成 像模型在水中不再适用,需要提出新的水下摄像机成像模型。本文引入带光线折射的水下摄像 机成像模型,研究水下摄像机的内参数和外参数标定方法,利用固定布置的 3 个水下摄像机拍 摄的目标水下运动视频来计算水下目标的轨迹。该方法适用于水池环境下水下物体大范围运动, 可以得到较为精确的轨迹,并得到了实验验证。     

Ansys动力分析中大质量法的应用

ANSYS软件是融结构、热、流体、电磁、声学于一体的大型通用有限元分析软件,具有较强的结构动力分析功能,可以满足一般的工程需要.但是它提供的一些方法在不同程度上有一定的局限性.通过一个简单的算例,应用大质量法进行了动力分析,并与MSC/NASTRAN程序的计算结果进行比较,以确定ANSYS动力分析采用大质量法的可行性和精确度.     

基于集中质量法的深水S型铺管动力响应研究

深水S型铺设时,管线承受巨大的环境载荷,需要准确地模拟管线受力,以保证管线安全。基于集中质量法,推导管线受力计算公式,建立考虑海床、托管架以及海流影响的S型铺管的三维管线数值模型,用广义α积分对铺设系统进行动力迭代求解,采用Fortran语言编写程序,将静力分析结果与Orcaflex计算结果对比,验证了理论模型的正确性。最后结合算例分析了垂荡和纵荡运动下,张紧器张力变化情况,以及垂荡运动时管线的有效张力、弯矩、速度和加速度的变化情况。