库区滑坡涌浪水域船舶系泊系统动力特性试验研究

为提高海事部门在滑坡涌浪灾害下的应急应变能力,减少伤亡和损失,研究库区滑坡涌浪作用下船舶系泊系统的动力特性分析,具有极高的社会经济效益。本文以三峡库区岩体滑坡为研究对象,结合试验条件,模型比尺为1:70,考虑弯曲河道涌浪的传播形态,以系泊位置、锚链布置等为变量,开展库区滑坡涌浪的物理模型试验,分析船舶系泊系统的动力特性。研究表明,滑坡涌浪对船艏锚链的作用大于对船艉锚链的作用,采用多点系泊方式可以降低锚链设计时的强度要求,船舶在远离滑坡点时所受到的影响越小,同时,锚链拉力的大小变化趋势和滑坡涌浪衰减的变化趋势一致,研究成果可以为三峡库区船舶通航安全提供新的理论依据。     

基于静力学模型对系泊系统参数设计的研究

针对系泊系统中铁桶倾斜角度、锚链形状、浮标的吃水深度和游动区域等参数的设计问题,通过运用物体受力平衡条件、结构微分原理,构建了系泊系统的静力学、基于微分方程的悬链线模型。综合使用了Lingo、Matlab软件编程,求解系泊系统中倾斜角度、锚链形状、浮标的吃水深度和游动区域的大小,探讨系泊系统在不同海面风速条件下的系统形态,绘制出锚链形状曲线图,使水声通讯设备的工作效果达到最佳状态。     

锚泊浮式结构波浪上运动的频域算法

介绍一种计算系泊浮式海洋结构在波浪上运动响应的方法,与一般现有的系泊结构动力计算方法不同,它是应用频域法考虑了系泊系统与结构运动间的动力耦合,特别是应用二阶摄动方程,解出系泊浮式结构系统的二阶慢荡运动。该方法能正确地确定慢漂运动、低频锚链力等在工程设计中感兴趣的数据,适用于油轮、半潜平台、转塔式FPSO以及张力腿平台等各种型式的浮式结构和系泊方式。程序的计算结果经过了大量的与相应模型试验结果的校核。表明所给出的结果可靠。     

大型系泊链五环长的视觉测量系统

为了测量大型三维复杂形状工件系泊链的五环长,研究了基于相机基线长度的测量方法,利用相机主点在成像过程中的特殊性,将五环长测量任务转化为分别测量相机的基线长度和五环的左右边缘相对于所在相机主点的水平距离;提出了链条边缘提取算法和五环长测量算法.实验表明,该系统能准确地提取链条边缘并且计算五环长,相对误差小于0.2%,满足使用要求.
     

2016年物理海洋学热点回眸

 物理海洋学是由海洋观测、理论分析和数值模拟共同推动的科学。得益于海洋观测和数值模拟能力的提高,2016年物理海洋学取得了一系列重要进展。简述了2016年大西洋经向翻转环流变异、西边界流与中尺度涡相互作用、温跃层湍流混合等重要研究成果,回顾了中国在热带西太平洋及邻近海域海洋观测网的建成、新型Argo浮标投入使用等海洋学热点事件。     

灾害天气下无动力船锚泊安全性分析

为研究无动力船舶锚泊在灾害天气下抵抗较强干涉力(风、流、浪)作用下产生能使其发生走锚的载荷,利用分离型建模方法,并通过各工况下受力分析,利用Matlab进行模拟计算,得出风力超过8 m/s、λ/L大于0.7、联合作用载荷超过3.7×104kg就要进行撤离行动,可为船舶抗灾工作人员、相关管理者、船员等提供参考。     

SBF3-2波浪浮标锚泊系统设计

SBF3-2型波浪浮标的横向锚泊系统由锚、锚链、尼龙绳和一个漂浮水面的浮筒组成,连接波浪浮标的系泊线始终处于横向水平状态。采用分段悬链线理论对系泊系统进行了静力分析,计算了锚泊线的受力情况和悬链线形状。该系泊系统适用于流速较大的海域,可提高浮标的随波性、抗倾覆能力以及波浪参数测量的准确度。     

基于多目标优化算法的系泊系统设计

系泊系统设计对近浅海观测网的信息传输起到了至关重要的作用.针对存在风力和水流力的多成分系泊系统,建立了计算锚链形状、钢桶和钢管的倾斜角度、浮标的吃水深度和游动区域为主的多参数多目标优化模型.结合力与力矩的平衡方程,分析了各参数的约束条件.以吃水深度、最大游动距离和钢桶倾角作为目标函数,并根据多目标遗传算法求解得到最优设计方案.最后通过模型检验,验证了方案的可行性.     

高速湍流风下漂浮式风力机系泊失效动态响应研究

以Barge平台5 MW风力机为研究对象,基于叶素动量理论、势流理论及有限元法建立平台气动−水动−系泊动力学模型,考虑风浪同向入射的最恶劣情况下的系泊失效,此时漂浮式风力机承受风浪载荷最大,系泊最易因疲劳及冲击载荷发生失效,对比分析高速湍流风与稳态风作用下不同位置系泊失效前后平台动态响应及系泊张力。结果表明,迎风浪侧系泊失效对多个自由度响应有显著影响,背风浪侧系泊失效主要影响纵荡、纵摇和艏摇响应,在高速湍流风作用下,平台瞬态响应加剧,横荡方向的漂移距离增加,纵荡波动幅值提高,迎风浪侧系泊张力最大值及平均值明显增大,且越靠近迎风浪侧系泊平均张力越大。因此,出于安全性考虑,平台系泊设计应考虑高速湍流风的影响。     

葛洲坝船闸浮门浮式系泊装置方案研究

在原葛洲坝2号船闸上游导航墩上增设浮式系泊装置,涉及到工程选址、结构方案、施工围护、水下施工等诸多问题,尤其是在不影响正常通航情况下,如何以最经济、安全可靠的方式进行工程施工是本项目的核心问题.研究结果表明采用围护结构与模板结构、受力结构三者合一的钢筒体系,是降低水下施工难度与解决上述问题的有效途径,在同类工程项目中属首创,可供其他同类项目借鉴.