检索结果-南通市图书馆

深海采矿转场工况平台——水下系统耦合动力响应特性研究

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海洋工程 2024年第1期42卷 67-77页

作者：沈玉琦李焱刘汇海唐友刚中国船舶集团有限公司第七〇八研究所上海200011 天津大学建筑工程学院天津300350 天津大学水利工程智能建设与运维全国重点实验室天津300350

针对水深6.0 km深海采矿装备,研究其转场工况平台—水下系统耦合动力响应特性。建立深海采矿平台—输浆管—中继站一体化耦合动力模型,其中采用有限元方法离散输浆管,采用势流理论计算平台水动力,基于Kalman滤波对动力定位系统进行参数... 详细信息

针对水深6.0 km深海采矿装备,研究其转场工况平台—水下系统耦合动力响应特性。建立深海采矿平台—输浆管—中继站一体化耦合动力模型,其中采用有限元方法离散输浆管,采用势流理论计算平台水动力,基于Kalman滤波对动力定位系统进行参数整定,优化动力定位系统推力。考虑动力定位系统,计算水动力和采矿平台—输浆管—中继站的频域响应和平台—水下系统耦合时域运动响应,计算得到了平台时域运动响应、水下系统动力响应及动力定位系统推力响应。结果表明:建立的一体化耦合动力分析模型是可行的,可以有效预报平台及水下系统响应;转场0°浪向动力定位系统可以有效控制平台运动;中继站运动较小,输浆管轴力较大,建议将输浆管的浮力材料移动到流速较小的水下范围,可降低拖曳力,有利于输浆管的强度性能。

关键词：深海采矿平台水下系统动力定位耦合动力响应

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单点系泊船形养殖设施的水动力性能研究

海洋技术学报 2024年第3期43卷 34-45页

作者：陈伟唐友刚王致洲王翎羽天津大学建筑工程学院天津300350 天津市海王星海上工程技术股份有限公司天津300384

中国沿海浮式养殖设施受季风和台风等影响不利于多点固定系泊,采用单点系泊方式有利于在位安全。针对船型养殖设施采用单点系泊系统作为系泊装置,能够很好地适应恶劣环境,本文使用AQWA(Advanced Quantitative Wave Analysis)软件进行水... 详细信息

中国沿海浮式养殖设施受季风和台风等影响不利于多点固定系泊,采用单点系泊方式有利于在位安全。针对船型养殖设施采用单点系泊系统作为系泊装置,能够很好地适应恶劣环境,本文使用AQWA(Advanced Quantitative Wave Analysis)软件进行水动力性能的数值分析,对三角浮框和方形浮框不同入射角度下的幅值响应算子(Response Amplitude Operator,RAOs)、辐射阻尼和一阶波浪力进行频域计算,以及进行水动力时域计算。分析不同工况组合条件下养殖设施的运动响应及系泊力响应,评估在作业海域设施的在位安全性。

关键词：水动力船型养殖设施网箱响应

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海上大型风机单叶片吊装风载荷计算程序开发

海洋技术学报 2024年第3期43卷 91-100页

作者：罗晨阳冯士伦唐友刚罗对禹天津大学建筑工程学院天津300072 天津大学水利工程智能建设与运维国家重点实验室天津300072

随着叶片大型化发展,海上单叶片吊装技术以其风阻小、作业效率高和吊装安全等优势得到广泛的工程应用,准确计算吊装过程中的风载荷和吊装系统响应是工程中的重要问题。本文采用Matlab语言,开发了单叶片吊装风载荷计算程序。可以计算吊... 详细信息

随着叶片大型化发展,海上单叶片吊装技术以其风阻小、作业效率高和吊装安全等优势得到广泛的工程应用,准确计算吊装过程中的风载荷和吊装系统响应是工程中的重要问题。本文采用Matlab语言,开发了单叶片吊装风载荷计算程序。可以计算吊装过程随安装角度和变桨角度改变时的叶片风载荷。结合工程实际,计算了单叶片吊装过程的风载荷,并与其他程序的计算结果进行了比对验证,表明了本文开发的叶片吊装风载荷计算程序的可靠性和实用性,可用于单叶片起吊方案的制订。

关键词：单叶片吊装 Matlab程序开发风载荷安装角度变桨角度

一种掩护海上过驳的柔性浮堤透浪特性试验研究

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中国造船 2023年第3期64卷 169-177页

作者：高峰唐友刚胡杰龙张慈珩天津大学建筑工程学院天津300072 交通运输部天津水运工程科学研究所港口水工建筑物技术国家工程研究中心天津300456

针对海上过驳作业条件掩护需求提出的一种新型柔性浮堤设计方案,在波浪水槽中开展断面物理模型试验。该浮堤在4级海况(波高2.5 m)下的波浪透射系数为0.6~0.97,研究得到透射系数随作业水深、入射波浪周期、浮囊层数(入水深度)、水深-波长... 详细信息

针对海上过驳作业条件掩护需求提出的一种新型柔性浮堤设计方案,在波浪水槽中开展断面物理模型试验。该浮堤在4级海况(波高2.5 m)下的波浪透射系数为0.6~0.97,研究得到透射系数随作业水深、入射波浪周期、浮囊层数(入水深度)、水深-波长比(h/L)、相对吃水(d/h)及相对水深(d/L)的变化规律。通过透射系数与水深、波长和入水深度等因素的关系,拟合得到该型浮堤透射系数的经验公式。通过增加首层浮囊数量、扩大宽度,浮堤调整方案的透射性能得到改善,最小透射系数接近0.5,表明浮堤的消波性能与它沿波浪传播方向的尺度有关。

关键词：柔性浮堤浮囊波浪透射试验

深海采矿转场工况平台—水下系统耦合动力响应特性研究

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海洋工程 2023年

作者：沈玉琦李焱刘汇海唐友刚天津大学水利工程仿真与安全国家重点实验室天津大学建筑工程学院中国船舶集团有限公司第七〇八研究所

针对水深6 000 m深海采矿装备，研究转场工况平台—水下系统耦合动力响应特性。建立深海采矿平台—输浆管—中继站一体化耦合动力模型，其中采用有限元方法离散输浆管。采用势流理论计算平台水动力，基于Kalman滤波对动力定位系统进行... 详细信息

针对水深6 000 m深海采矿装备，研究转场工况平台—水下系统耦合动力响应特性。建立深海采矿平台—输浆管—中继站一体化耦合动力模型，其中采用有限元方法离散输浆管。采用势流理论计算平台水动力，基于Kalman滤波对动力定位系统进行参数整定，优化动力定位系统推力。考虑动力定位系统，计算水动力和采矿平台—输浆管—中继站的频域响应和平台—水下系统耦合时域运动响应。计算得到了平台时域运动响应、水下系统动力响应及动力定位系统推力响应。结果表明，建立的一体化耦合动力分析模型是可行的，可以有效预报平台及水下系统响应，转场0°浪向动力定位系统可以有效控制平台运动，中继站运动较小，输浆管轴力较大，建议输浆管的浮力材料移动到流速较小的水下范围，可降低拖曳力，有利于输浆管的强度性能。

关键词：深海采矿平台水下系统动力定位耦合动力响应

基于多目标遗传算法的海上铰接式风力机塔架结构参数优化

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太阳能学报 2023年第8期44卷 460-466页

作者：章培唐友刚李焱王永洪黄竹刘汇海天津大学水利工程仿真与安全国家重点实验室天津300354 天津大学港口与海洋工程天津市重点实验室天津300354 天津大学建筑工程学院天津300354 青岛理工大学土木工程学院青岛266520

针对海上铰接式基础风力机的塔架结构,通过分析其复杂环境下的力学性能及结构间耦合作用关系,构建塔架多目标优化数学模型,采用一种基于空间参考点的非支配排序多目标遗传算法对塔架结构参数进行优化设计研究,基于所得到的Pareto解建立... 详细信息

针对海上铰接式基础风力机的塔架结构,通过分析其复杂环境下的力学性能及结构间耦合作用关系,构建塔架多目标优化数学模型,采用一种基于空间参考点的非支配排序多目标遗传算法对塔架结构参数进行优化设计研究,基于所得到的Pareto解建立模糊评价指标并开展优化参数的敏感性分析,得到满足不同优化指标下的最优解方案。计算结果表明:额定风速海况下,塔架结构最大等效应力、塔顶位移及屈曲安全系数均满足安全作业许可,同时相比于NREL 5 MW原型塔架结构,塔架质量减轻了13.41%,有效减小了建造成本;等效应力也大幅减小13.79%,塔顶位移增加了3.36%,但仍远小于安全偏移量,满足设计需求;塔架屈曲安全系数为0.05远小于1,满足屈曲稳定性要求;同时塔架弯曲振动的固有频率不在叶片风轮旋转的1P和3P范围内,避免与结构发生共振,基于多目标优化所设计的塔架结构无论是结构性能还是制作成本都得到显著改善。

关键词：海上风力机塔架多目标优化遗传算法敏感性分析模糊评价铰接式风力机

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铰接式基础风力机数值程序开发与响应研究

振动与冲击 2022年第3期41卷 299-306页

作者：章培唐友刚杨树耕李焱景雪娇尹天畅天津大学水利工程仿真与安全国家重点实验室天津300354 天津大学港口与海洋工程天津市重点实验室天津300354 天津大学建筑工程学院天津300354

针对50 m作业水深提出了一种新型铰接式基础海上风力机结构,建立了铰接式基础风力机(AOWT)摇摆运动分析模型。采用空气动力-水动力耦合分析方法,利用MATLAB软件在时域内编写运动控制方程,对风、浪、流不同环境载荷作用下铰接式基础风力... 详细信息

针对50 m作业水深提出了一种新型铰接式基础海上风力机结构,建立了铰接式基础风力机(AOWT)摇摆运动分析模型。采用空气动力-水动力耦合分析方法,利用MATLAB软件在时域内编写运动控制方程,对风、浪、流不同环境载荷作用下铰接式基础风力机的动力响应进行分析,在此基础上,进一步研究湍流风对风力机整体运动及载荷响应影响。计算结果表明,额定风速海况下,铰接式基础风力机运动及载荷性能良好,满足结构设计要求。相比于定常风情况,湍流风作用下,系统响应均值显著减小,但幅值变化加大,且在低频范围内诱发较大共振。

关键词：铰接式基础风力机(AOWT) 动力响应时域湍流风共振

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海上超长大直径永久钢护筒合理壁厚计算

铁道工程学报 2022年第7期39卷 61-67页

作者：张海顺陈宁贤唐友刚胡瑞海中国铁建大桥工程局集团有限公司天津300300 天津大学天津300350 中国土木工程集团有限公司北京100038

研究目的:澳氹四桥主桥桩基永久钢护筒作为桩基成孔辅助措施,直径2.8 m,长度近100 m,不计入参与受力,钢护筒沉放采用搓管机或全套管全回转钻机施工。对于永久钢护筒,在后期不拔出的情况下,钢护筒合理壁厚至关重要,与施工安全和经济成本... 详细信息

研究目的:澳氹四桥主桥桩基永久钢护筒作为桩基成孔辅助措施,直径2.8 m,长度近100 m,不计入参与受力,钢护筒沉放采用搓管机或全套管全回转钻机施工。对于永久钢护筒,在后期不拔出的情况下,钢护筒合理壁厚至关重要,与施工安全和经济成本息息相关。为避免钢护筒壁厚过足造成经济浪费,壁厚不足导致在沉放过程中发生较大变形,通过建立考虑接触摩擦的钢护筒-周围水土三维模型进行钢护筒受压受扭沉放施工过程的力学仿真分析。研究结论:(1)全回转全套管钻机或搓管机适用于海上超长大直径钢护筒的沉放,根据钢护筒回转和下压运动,给出了所受八项荷载的计算方式;(2)通过对不同桩位不同长度的桩基永久钢护筒管壁的环向应力和轴向应力、屈曲稳定进行研究,依据招标文件要求,钢护筒应按照永久结构设计,给出了静力计算和局部屈曲计算安全系数,确定了钢护筒的合理壁厚;(3)本文研究结论可为海上超长大直径利用全套管全回转或搓管机的钻孔桩成孔工艺中跟进永久钢护筒的稳定安全分析和合理壁厚提供参考。

关键词：公路桥梁全套管全回转屈曲分析壁厚优化超长大直径

波浪载荷及气动力引起的半潜浮式风机疲劳损伤分析

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海洋工程 2022年第5期40卷 19-27页

作者：冯士伦杨虎唐友刚李焱天津大学建筑工程学院天津300350 天津大学水利工程仿真与安全国家重点实验室天津300350

研究浅水半潜式大功率浮式风力机波浪载荷和气动力引起的基础结构疲劳损伤,揭示基础结构的疲劳损伤机理。采用谱疲劳损伤计算分析方法,以10 MW风力机为例,计算波浪载荷引起的热点应力及多种海况引起的疲劳损伤。采用叶素动量理论并基于... 详细信息

研究浅水半潜式大功率浮式风力机波浪载荷和气动力引起的基础结构疲劳损伤,揭示基础结构的疲劳损伤机理。采用谱疲劳损伤计算分析方法,以10 MW风力机为例,计算波浪载荷引起的热点应力及多种海况引起的疲劳损伤。采用叶素动量理论并基于所在海域的风速分布,计算叶轮转动引起的气动力及其引起的疲劳损伤。计算结果表明,对于半潜式三立柱浮式风力机,波浪载荷引起的基础结构应力远大于气动力引起的基础结构应力,基础结构损伤主要是由波浪载荷引起,气动力引起的浮式基础结构的损伤为10^(-3)量级,而波浪载荷引起的损伤为10^(-1)量级。

关键词：疲劳损伤叶素动量理论 S-N曲线浮式风机气动力