海洋工程

短文

  • Spar平台硬舱结构弯曲极限强度有限元分析

    许靖;王德禹;

    Spar是一种新型的深海油气资源开发平台,由于结构比较复杂,平台硬舱结构的弯曲极限强度很难用常规的理论方法进行计算。采用非线性有限元分析方法,分析结构构件、边界及载荷条件对硬舱结构弯曲极限承载能力的影响。结果表明:单舱段和两舱段的极限弯矩计算结果基本一致;当弯矩载荷方向平行中心井对角线方向时,结构的抗弯强度较弱;重力载荷对舱段的极限弯矩影响较小;结构内部的环向框架能显著提高舱段的抗弯强度。

    2010年03期 v.28 76-79页 [查看摘要][在线阅读][下载 75K]
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  • 膨胀式自应力灌浆卡箍压力测定方法

    杨彬;石湘;李华军;

    膨胀式自应力灌浆卡箍中膨胀水泥环施加于受损内管表面的压力对该类型卡箍的滑动承载力有决定性的作用,因此测量卡箍中膨胀水泥环产生的压力对研究该类型卡箍的性能十分重要。介绍卡箍试件养护期间直接测量水泥膨胀导致的受损内管变形应变的方法以及膨胀压力的计算方法,该方法能够很好的祛除温度及垂直于应变花表面法向压力对测量结果的影响,准确地测定水泥膨胀过程中内管不同位置的应变变化。同时介绍通过测量卡箍螺栓的伸长间接测量膨胀水泥环对损伤内管表面平均压力的方法。试验表明在水泥浆中掺入FEA膨胀剂能够在灌浆环与受损内管表面间快速产生较大的径向压力,提高卡箍的滑动承载力。

    2010年03期 v.28 80-85页 [查看摘要][在线阅读][下载 121K]
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  • 大型LNG船典型节点疲劳寿命谱分析评估

    刘敬喜;唐永生;楼丹平;赵耀;叶恒奎;

    基于S-N曲线和Miner线性累计损伤理论,采用谱分析方法对16万立方薄膜型LNG船典型节点的疲劳寿命进行了评估。建立全船结构有限元分析模型及典型装载工况下的水动力计算模型,给出不同浪向角及波浪频率下典型节点的热点应力传递函数及分布带宽系数,采用北大西洋波浪散布图,得到各典型节点的疲劳寿命结果,并对各节点的疲劳寿命进行评估和分析。分析结果可为同类LNG船的开发设计提供参考依据。

    2010年03期 v.28 86-90页 [查看摘要][在线阅读][下载 383K]
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  • 耙吸挖泥船导管可调桨设计及实验研究

    余龙;张戟;陈新权;蒋志鹏;

    某4 500 m3耙吸挖泥船,经多年使用后主机功率下降,挖泥作业时推力不足。对该船主机进行实测,了解并确认主机的工作状态,在不改变轴系和调距机构的前提下,首次采用JDC4-55可调桨配合高效导管替代原有可调桨的设计方案,并进行了新导管可调桨和原桨的敞水实验及自航实验。实验结果显示该改造设计方案能显著提高该船挖泥工况的推力,达到节能增效的目的。此外,对于尾部设置类似导流尾鳍的导流结构进行了相关实验,得到有益结论。

    2010年03期 v.28 91-96页 [查看摘要][在线阅读][下载 168K]
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  • 利用双水舱减摇系统预防船舶参数横摇研究

    金鸿章;张宏瀚;

    在研究船舶参数横摇的产生原因和发生条件的基础上,结合减摇水舱对于船舶的作用效果研究,根据参数横摇的特点,提出利用由两个不同结构的被动式U型减摇水舱组成的双水舱系统来避免船舶参数横摇的发生。在所建立的船舶—双水舱系统模型的基础上,介绍双水舱系统的设计方法,并以一艘集装箱船为例,仿真研究在参数横摇发生条件下双水舱系统对参数横摇的影响。同时还对双水舱系统在船舶正常航行时的减摇效果进行仿真研究。

    2010年03期 v.28 97-101页 [查看摘要][在线阅读][下载 50K]
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  • 桶基平台负压沉贯过程监测与控制技术研究

    丁忠军;张士华;徐松森;辛海英;

    为了实现桶基平台平稳快速沉贯安装,对桶基沉贯过程中的负压、沉深、土塞高度等多参数监测及沉贯过程控制技术进行深入研究,提出3N+1全压力传感器多参数监测和沉贯过程逻辑控制技术。研制了负压沉贯过程监测控制系统,该系统具有结构简单,性能稳定,控制精度高,响应速度快等特点。对JZ9-3W桶基平台沉贯过程进行了监测控制,沉贯深度测量精度0.2%,三筒沉深平衡控制精度1%。工程实践证明该技术可以满足负压桶基平台沉贯过程测控技术要求。

    2010年03期 v.28 102-106页 [查看摘要][在线阅读][下载 228K]
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  • 一种新型张力保护自动收放脐带缆绞车装置

    邓智勇;曾钕钋;张浩立;

    介绍一种新型张力保护自动收放的脐带缆绞车装置的组成及特点。该装置克服了传统脐带缆绞车全人工操作模式所存在的效率低和安全性差等问题,实现了脐带缆绞车的自动收放和排缆,准确控制脐带缆张力,有效保护脐带缆的安全,大幅提高了潜水器等水下作业设备的工作效率和作业安全性。

    2010年03期 v.28 107-111页 [查看摘要][在线阅读][下载 53K]
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  • OpenMP在水动力数学模型并行计算中的应用

    李褆来;徐学军;陈黎明;金秋;张铁军;

    采用PGI Fortran7.1-2(Portland Group)的OpenMP技术对二维水动力数学模型进行了并行优化试验。并行后,数学模型运行时间明显减少,在对同一算例的水流计算模拟中,串行和并行所需运行时间分别为5 336.781 s和3 454.296 s,平均加速比为1.56,平均并行计算节省时间36%,明显提高了水动力学数学模型的运算速度。

    2010年03期 v.28 112-116+122页 [查看摘要][在线阅读][下载 54K]
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  • 波浪与大开孔消浪结构作用非线性数值模拟

    吴浩;孙大鹏;夏志盛;

    基于二维Laplace方程和边界条件,经过Green转换得到以势函数及势函数法向导数为未知量的积分方程。结合0-1混合型边界元和分区边界元方法建立一个适用于求解波浪与大开孔消浪结构相互作用的强非线性波浪变形数值模式,同时给出开孔板上波动压力的计算方法。通过数模与物模结果对比,该数值模式具有较好的精度,可应用于开孔沉箱防波堤消浪效果的计算和研究,其处理原则对其他低反射海工结构物计算也将有适用性。

    2010年03期 v.28 117-122页 [查看摘要][在线阅读][下载 83K]
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  • σ坐标系下浅水方程水平扩散项守恒型式

    于守兵;

    三维浅水模型控制方程经σ坐标变换后,其水平扩散项还存在一变换因子,故不能被常见的扩散模型表示成守恒型式。对σ坐标系下浅水方程水平扩散项进行处理,得到守恒型式的扩散模型,并采用垂向二维静水盐度扩散算例进行验证,结果表明守恒型模型能够保持初始的盐度分布。

    2010年03期 v.28 123-127页 [查看摘要][在线阅读][下载 62K]
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  • 南中国海台风浪数值模拟研究——以台风“珍珠”为例

    赵红军;宋志尧;徐福敏;程晨;

    以QSCAT/NCEP混合风资料和Myers经验模型风场构造台风风场,并以之作为驱动风场,建立一个基于第三代海浪模式SWAN的两重嵌套台风浪数值模拟模型。以0601号台风珍珠为例,对南中国海至广东的台风浪进行数值模拟研究。将数值模拟结果与台风期间Jason-1卫星高度计观测资料和近岸浮标实测资料(波高、波向和波周期)作了较为详细地比较,并分析台风浪要素的时空分布。结果显示台风浪要素的数值模拟值与实测值吻合良好,表明SWAN模型能够较好地再现大洋和近岸台风浪的时间发展过程和空间分布特征。

    2010年03期 v.28 128-134页 [查看摘要][在线阅读][下载 103K]
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  • Spar平台垂荡板水动力系数计算与分析

    滕斌;郑苗子;姜胜超;勾莹;吕林;

    Spar平台带有厚度很薄的垂荡板,使用边界元方法计算时存在着准奇异积分的数值计算问题。采用自适应高斯积分法对其准奇异积分问题进行处理,较少单元即可达到很高精度。在势流理论下对Spar平台垂荡板的水动力系数进行了计算,并与实验结果进行了对比,发现真实流体中垂荡板的附加质量约为势流理论下附加质量计算结果的1.1倍,而辐射阻尼在总阻尼中所占的百分比很小,此时粘性阻尼成为垂荡板的主要阻尼来源,在工程设计中不可忽略。

    2010年03期 v.28 1-8页 [查看摘要][在线阅读][下载 222K]
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  • 深海无人遥控潜水器耐压电子舱结构设计与分析

    谢小龙;衣瑞文;杨德庆;葛彤;李志敏;

    研究深海无人遥控潜水器(ROV)耐压电子舱结构设计中涉及的力学分析技术。利用有限元数值分析方法校核耐压电子舱在深水条件下的强度、刚度与稳定性。根据深海耐压电子舱受力特点,优化其结构形式和尺寸,获得最优结构拓扑构型。对于耐压电子舱上下壳体接合面间接触问题,将非线性接触分析和简化分析法的计算结果进行比较。探讨加工误差与初始缺陷对耐压电子舱力学性能的影响。计算结果表明,耐压电子舱结构优选设计方案满足力学性能和重量要求,并且对加工误差与初始缺陷的影响不十分敏感。

    2010年03期 v.28 9-16页 [查看摘要][在线阅读][下载 834K]
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  • 基于可靠度深海浮式平台加筋板优化设计方法

    徐龙坤;何勇;金伟良;

    加筋板是深海浮式平台的主要组成部分,其设计的合理性直接关系到平台整体经济性和安全性,提出一种基于可靠度的加筋板优化设计方法。首先,分析深海浮式平台加筋板的失效模式,得到其极限状态方程,以此为基础采用验算点法计算可靠度指标值,将该可靠度指标值作为结构优化设计的控制参数,得到加筋板的优化设计数学模型。然后,根据可靠度指标值在标准正态空间中的几何意义,推导出其对基本随机变量灵敏度分析的计算表达式,以之作为导数信息,构建出寻找设计最优点的迭代计算公式。以某张力腿平台浮筒部分某加筋板为例,用该算法对其进行基于可靠度的优化设计。计算结果表明,与传统约束优化方法相比,该算法在计算效率和收敛性上具有明显优势。

    2010年03期 v.28 17-23页 [查看摘要][在线阅读][下载 149K]
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  • 深水半潜平台锚泊辅助动力定位系统功率消耗研究

    孙攀;王磊;王亮;

    以一艘半潜平台为例,对其推力器和锚泊系统进行合理的布置,在给定的环境载荷条件下,研究其在1 500 m水深时的定位情况。对比分析单独使用动力定位以及锚泊辅助动力定位系统等的定位能力及功率消耗。分析结果表明,在满足定位精度要求的前提下,如果单独使用动力定位,平台消耗功率过大,不够经济;使用锚泊辅助动力定位,则效果最佳,是较理想的定位方式。

    2010年03期 v.28 24-30页 [查看摘要][在线阅读][下载 79K]
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  • 不规则波中半潜式平台及其系泊系统动力响应分析

    冯爱春;尤云祥;范菊;

    采用时域分析方法,研究某半潜式平台在不规则波作用下的动力响应特性。重点分析在不同浪向角情况下,平台系统有1根锚链缆发生断裂时,其运动谱与锚链缆张力谱的变化特性。研究表明,在该半潜平台遭遇恶劣海况时,一旦有某1根锚链缆发生断裂,则对整个平台系统的动力响应特性将是有很大影响的。

    2010年03期 v.28 31-36+43页 [查看摘要][在线阅读][下载 141K]
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  • 基于谱分析LNG船典型热点疲劳可靠性分析

    肖桃云;徐帅;梅国辉;刘敬喜;

    研究LNG船在疲劳载荷作用下应力热点的疲劳可靠性。通过整船有限元分析得到不同浪向角规则波中各热点的应力频响函数,用谱分析法确定各热应力点在各短期海况下的应力范围模型,进而通过长期预报,用Weibull分布对各热点应力范围分布模型进行拟合并探讨热点型式和受载特性对参数变化的影响。基于线性累积损伤理论,利用S-N曲线计算各热点的疲劳累积损伤值并建立极限状态方程,评估LNG船舯部典型热点的疲劳可靠性和结构的疲劳安全性。针对不同热点讨论了应力范围长期分布函数—Weibull分布参数的取值对典型热点可靠性指标的影响,并给出典型热点目标可靠性指标和长期应力范围极值之间的关系以用于指导设计和安全性评价。

    2010年03期 v.28 37-43页 [查看摘要][在线阅读][下载 155K]
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  • 灾害海洋环境下TLP深水张紧式生产立管安全性评估

    徐正强;唐文勇;薛鸿祥;胡志强;

    针对我国南海海域可能出现的超过百年一遇的灾害性海况,结合挪威船级社的DeepC以及ABAQUS软件,通过全系统耦合分析获得张紧式生产立管随TLP平台在灾害海况下的强迫运动,并考虑波浪、流等环境载荷的联合作用,研究TLP张紧式生产立管在灾害海况下的随机结构动力响应。根据广义极值理论对随机结果数据进行拟合后,基于相应规范进行强度分析,完成立管在灾害海洋环境下的安全性评估。

    2010年03期 v.28 44-49页 [查看摘要][在线阅读][下载 89K]
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  • 基于改进Boussinesq方程三角形网格有限元模型

    孙忠滨;柳淑学;李金宣;

    基于改进型Boussinesq方程,建立适用于三角形网格的有限元模型。通过将边界点的笛卡尔坐标转化为法向、切向坐标,对与坐标轴斜交的反射边界进行处理,模型时间积分采用Adams-Bashforth-Moulton预报-校正法。一些经典算例的数值模拟结果表明,数值模型结果与其他数值或试验结果吻合较好,可以用于模拟不规则区域内波浪传播情况,而且通过三角形网格的应用,可有效处理不规则边界问题。

    2010年03期 v.28 50-58+67页 [查看摘要][在线阅读][下载 221K]
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  • 基于扩展型双曲缓坡方程波浪传播模型

    季小强;

    在时域缓坡方程中,引入非线性修正项、高阶地形影响项以及能量耗散项,推导得出扩展型双曲缓坡方程。基于该方程,利用ADI格式建立波浪传播数学模型,并应用于椭圆形浅滩、Bragg反射正弦沙涟地形以及斜坡地形的波浪传播计算,计算结果与试验数据均吻合良好,表明该模型能够对近岸波浪的折射、绕射、反射、浅水变形、弱非线性、陡变地形影响以及破碎进行较好地模拟。

    2010年03期 v.28 59-67页 [查看摘要][在线阅读][下载 114K]
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  • 波浪对淹没垂直圆柱绕射解析解

    姜胜超;滕斌;宁德志;林子;

    利用对速度势的分离变量及匹配特征函数展开法,建立波浪对淹没垂直圆柱绕射问题的解析解,通过与边界元方法的对比验证了本方法的正确性,并通过对特征展开项项数及圆柱相对厚度的收敛性测试证明了该方法对较薄圆盘及零厚度圆盘波浪力计算的适用性。基于上述模型,考虑不同淹没深度与相对厚度对圆柱作用力影响,结果表明,圆柱所受到的最大波浪力并不总是随着淹没深度的增大而减小,而圆柱厚度对波浪力的影响则较为复杂,在不同波数范围显示出不同的特性。

    2010年03期 v.28 68-75页 [查看摘要][在线阅读][下载 107K]
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  • 第32届国际海岸工程会议开幕式

    窦希萍;

    2010年03期 v.28 135页 [查看摘要][在线阅读][下载 130K]
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