摘要：船舶在长期航行中,会遇到船舶发生故障以及穿过狭窄航道的情况,需要拖船牵引船舶航行。本文以船舶拖航为研究对象,利用AQWA分析时域耦合过程中不同拖缆数目和不同拖速对船舶拖航的影响。从拖缆张力和运动响应2个方面进行对比分析,结果表明,在相同环境条件下,2根拖缆比1根拖缆时最大张力平均减少49.18%,拖速4 kn比拖速8 kn时拖缆最大张力平均减少53.78%,拖速6 kn比拖速8 kn时拖缆最大张力平均减少29.39%。

摘要：对某单点系泊浮式成产储油卸油船(FPSO)与穿梭油轮组成的串靠外输系统进行时域耦合分析。针对系泊缆绳两组式的布置形式,通过改变每组系泊缆绳长度及数量,分析不同方案下的系缆张力和两船运动响应,确定最优串靠外输系统设计方案,并对该方案下FPSO的单点系泊系统进行校核。在FPSO串靠外输系统中,由于浪流的联合作用,穿梭油轮的运动响应出现所谓的“鱼尾效应”。研究发现:当维持系缆长度不变而增加每组缆绳数量时,缆绳的弹性并联效应不仅会导致缆绳张力呈非线性减小,还会改善系统的运动稳定性,致使“甩尾”发生时间延迟。双缆方案可有效增加系统刚度,对两船相对水平运动有更好的控制效果。

摘要：针对冰区浮式核电平台定位问题,根据平台功能及海洋环境条件,完成分离式冰区核电平台总体设计、系泊方案设计、连接机构设计,依据数值仿真结果对系泊系统及连接机构进行了优化。依据离散元理论,构造了海冰离散单元模型,研究了海冰与浮式核电平台相互作用过程;依据势流理论,采用边界元数值计算方法,研究了浮式核电平台在波浪中的受力与运动性能;依据海洋结构物动力学理论,分别考虑风浪流联合作用、风冰流联合作用2种情况,对平台动力响应在时域内进行耦合分析,给出浮式核电平台在不同环境载荷作用下的动张力及平台偏移量;在此基础上,分析参数变化对定位系统的影响规律,进行系泊系统及连接机构优化设计。研究结果表明:增加系泊缆数量可减小平台偏移及最大动张力;在系泊缆数量不变的情况下,四点式系泊的动张力小于均布式系泊动张力;机械分离式连接机构设计优于弹簧阻尼连接机构设计方案。

摘要：本文根据冰区浮式核电平台的主要功能及外部环境条件,确定平台的基本形式,并在此基础上进行了系泊系统的优化设计。与以往研究不同的是,考虑到冰区海洋的特殊性,除计算风、浪、流作用情况外,还运用Sdem软件构造了海冰离散单元模型,对海冰与海洋系泊结构物的相互作用过程进行了数值模拟。在此基础上,结合系泊分析软件ANSYS-AQWA的二次开发功能,对平台运动及其系泊系统进行了时域耦合分析,研究了平台在不同环境载荷作用下的运动响应;进行了系泊参数研究,分析一般规律,最终提出了一种满足规范要求且性能优良的系泊方案。研究结果表明:本文提出的冰区核电平台系泊系统可抵抗恶劣的环境影响;通过合理选择系泊缆数量、夹角、预张力大小及顶端倾角等系泊参数,可减小平台运动响应。

摘要：悬垂法是目前较为先进的深水、超深水大型水下装备安装方法,针对考虑安装船动力定位的悬垂法安装过程数值模拟问题,本文结合三维势流理论、集中质量法以及Morison方程建立了安装系统分析模型。利用PID控制器模拟动力定位系统,设计了推力分配单元,并考虑动力定位对安装系统的作用,最终实现安装船动力定位模式下的水下设备悬垂法安装时域耦合数值模拟。模拟结果显示:悬垂下放过程中安装缆张力逐渐增加,避免了突变载荷,且下放过程平缓;船的波频运动对安装系统影响较大;水下设备在下放初始阶段发生纵摇,且对横向载荷较为敏感;设备质量影响运动速度和纵摇振荡角度。

摘要：面向海上太阳能资源开发,提出一种轻量化单层框架式漂浮式海上光伏支撑结构。为应对极浅水、大潮差给漂浮式海上光伏阵列系泊系统设计带来的极大挑战,考虑风、浪、流等环境载荷联合作用,采用时域耦合动力分析方法对漂浮式光伏阵列与系泊系统整体动力响应进行数值仿真,探究不同系泊参数对模块阵列运动响应和系泊缆受力等的影响规律。结果表明,合理选择系泊半径、浮子位置、浮子净浮力和预张力大小等可有效改善漂浮式海上光伏模块阵列的运动响应和系泊缆张力。基于此对系泊系统进行优化设计,并给出满足工程要求的系泊系统设计方案。

摘要：以某深水半潜式平台为研究对象,针对1400 m工作水深的12点系泊系统,采用时域耦合分析方法对比分析南海某设计工况下张紧式系泊与悬链线式系泊平台的运动响应和系泊缆动力特性,进而研究极端载荷作用下受力最大的系泊缆断裂时二者的变化情况。结果表明:与悬链线式系泊相比,无论是完整状态抑或是破断状态,张紧式系泊均具有更好的系泊性能,但聚酯缆材料的刚度非线性程度较大。分析结果可为系泊系统的设计与选择提供参考。

摘要：针对多因素影响下的TLP系泊安全问题,以传统式TLP为对象,建立了数值分析模型,进行了时域耦合分析,获得了在正常作业、极端和自存条件下,以及考虑高、低潮位和其他因素影响下的计算结果。计算结果表明,张力腿最大张力和最小张力满足设计要求。在此基础上研究了TLP浮体涡激运动、张力腿涡激振动对张力腿张力的影响。分析结果表明,浮体涡激运动对位于垂直于环境载荷方向的张力腿的张力影响较大,张力腿涡激振动对其张力的影响可以忽略。本文的计算结果和分析方法可为TLP工程设计提供参考。

摘要：采用时域耦合法对某传统式张力腿平台进行非线性动力响应研究,重点讨论不同随机波有义波高、谱峰周期和入射波方向对张力腿平台各自由度运动响应和顶端张力的影响。结果显示,本文各工况各自由度最大位移均满足设计要求。纵荡、垂荡和首摇运动幅值对有义波高较为敏感;平面内运动对谱峰周期较敏感,而谱峰周期对平面外运动影响不大;平面内运动对入射波角度较敏感。纵荡和首摇为低频运动,垂荡和纵摇为高频运动,其中垂荡与纵荡相耦合;由于高频载荷引起平台升沉、横摇和纵摇运动,而这3种运动又作用于张力腿轴向振荡,从而使得张力腿顶端张力表现为高频响应。

摘要：针对2 000 m工作水深12点多成分张紧式系泊系统,采用时域耦合动力分析方法,研究不同浪向完整条件和一根系泊缆断裂的破损工况下浮体运动和系泊缆张力特性。改变系泊系统参数,定量探究其影响系泊系统的一般规律,提供满足API规范要求的系泊系统优化设计方案。结果表明:增加系泊缆根数可以有效增强平台定位能力;通过合理选择预张力倾角、预张力大小、系泊缆夹角等,可以大幅度改善平台的运动响应和系泊缆动态响应。