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三模块超大型浮体锚泊系统受力分析

中国造船 2020年第4期61卷 105-114页

作者：倪歆韵吴波丁爱兵丁军程小明俞俊中国船舶科学研究中心无锡214082 上海交通大学海洋工程国家重点实验室上海200240

采用锚泊系统时域耦合分析方法,基于频域计算结果建立计算模型,对三模块超大型浮体的运动和锚泊系统张力特性进行计算和分析。分析结果表明,海况的剧烈程度对浮体的运动响应产生明显的影响;在横浪状况下,浮体第二个模块两端的系泊缆承... 详细信息

采用锚泊系统时域耦合分析方法,基于频域计算结果建立计算模型,对三模块超大型浮体的运动和锚泊系统张力特性进行计算和分析。分析结果表明,海况的剧烈程度对浮体的运动响应产生明显的影响;在横浪状况下,浮体第二个模块两端的系泊缆承受了最大的张力,这一现象从张力有义值和最大值的统计上都得到了验证;在斜浪状况下,虽然海况依旧比较剧烈,但由于浪向的作用,整体上每根系泊缆承受的张力明显降低。

关键词：超大型浮体运动响应锚泊系统张力

不同形式锚泊系统对海洋资料浮标水动力性能的影响

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兵工学报 2022年第1期43卷 120-130页

作者：路宽饶翔王花梅张倩国家海洋技术中心天津300112

海洋资料浮标及其锚泊系统的水动力性能对其观测要素测量精度具有重要影响,与其他海洋工程装备相比,由于浮标的锚泊系统对标体的运动和受力影响较大,因此对其进行相关的水动力特性研究一直是浮标设计与研制的重点问题。采用数值模拟与... 详细信息

海洋资料浮标及其锚泊系统的水动力性能对其观测要素测量精度具有重要影响,与其他海洋工程装备相比,由于浮标的锚泊系统对标体的运动和受力影响较大,因此对其进行相关的水动力特性研究一直是浮标设计与研制的重点问题。采用数值模拟与物理模型试验相结合的方法,应用威海褚岛北部海域实测数据,对松弛式、倒s式与半拉紧式3种不同锚泊系统在风浪联合作用下的水动力性能进行试验研究。试验结果表明,不同形式锚泊系统对浮标水动力性能有显著影响:半拉紧式定点观测效果最好,但对锚泊系统的可靠性要求更高,适合于应用在对观测精度要求较高的情况;倒s式布放较方便,锚泊系统抵抗极端环境的能力更强,但摇荡运动比较明显,适合于应用在深远海海域;松弛式效果介于半拉紧式和倒s式之间。该研究成果已应用于国家海洋综合试验场背景场观测浮标系统,并可为其他海洋资料浮标锚泊系统的设计提供参考依据。

关键词：海洋资料浮标锚泊系统水动力性能数值模拟物理模型试验

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驻留型UUV锚泊系统运动建模与分析

哈尔滨工程大学学报 2016年第4期37卷 498-502页

作者：张斌宋保维西北工业大学航海学院陕西西安710072

针对驻留型水下航行器(UUV)锚泊系统对水流作用的运动响应问题,依据欧拉-伯努利梁理论,建立了包括弯矩作用在内的锚链三维运动模型,并使用四元数代替欧拉角来描述锚链姿态,以消除某些特殊情况下因锚链姿态大幅度变动或个别欧拉角不确定... 详细信息

针对驻留型水下航行器(UUV)锚泊系统对水流作用的运动响应问题,依据欧拉-伯努利梁理论,建立了包括弯矩作用在内的锚链三维运动模型,并使用四元数代替欧拉角来描述锚链姿态,以消除某些特殊情况下因锚链姿态大幅度变动或个别欧拉角不确定性导致的运动方程奇异现象,然后通过适当的边界条件,将UUV、锚链和锚块的运动控制方程耦合起来,采用有限差分方法对系统耦合运动模型进行数值离散处理通过牛顿-拉夫逊方法迭代求解整个锚泊系统的运动响应。使用Hopland拖曳试验数据对模型进行实例对比验证。结果表明:这种建模方法可以取得良好的准确性与计算效率,在此基础上模拟仿真得到了周期变动水流作用下的UUV位置及姿态的响应情况为锚泊系统的正常工作提供理论依据。

关键词：水下航行器锚泊系统动态分析有限差分方法姿态四元数模型仿真

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半潜式平台两种锚泊系统的疲劳损伤比较计算

振动与冲击 2014年第13期33卷 1-5,25页

作者：乔东生欧进萍大连理工大学深海工程研究中心大连116024 大连理工大学海岸和近海工程国家重点实验室大连116024

以某座半潜式平台为研究对象,分别对其配置两种具有相同静恢复力特性的锚泊系统,其中锚泊线组成分别为钢链-钢索-钢链和钢链-聚酯纤维系缆-钢链。首先建立半潜式平台及其锚泊系统的耦合数值计算模型,以中国南海S4海域的海况条件作为环... 详细信息

以某座半潜式平台为研究对象,分别对其配置两种具有相同静恢复力特性的锚泊系统,其中锚泊线组成分别为钢链-钢索-钢链和钢链-聚酯纤维系缆-钢链。首先建立半潜式平台及其锚泊系统的耦合数值计算模型,以中国南海S4海域的海况条件作为环境荷载,计算锚泊线在各短期海况下的张力时程曲线;然后采用雨流法对其计数得到对应于各短期海况条件下的疲劳载荷谱;最后根据Miner线性累积损伤模型,对两种锚泊系统在长期海况条件下的疲劳损伤进行比较计算。

关键词：锚泊系统雨流计数短期海况疲劳损伤

锚泊系统在不规则波中模型试验时的海洋环境模拟

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中国造船 1993年第2期34卷 10-20页

作者：於家鹏林军颖余滋红练淦中国船舶及海洋工程设计研究院

系泊船舶的水平慢漂运动的自然频率远低于一阶运动的自然频率。本文对具有这一特性的模型试验中不规则波浪模拟所必需包含的成分波个数与系统的自然频率关系作了研究,并提出了在不规则波模拟中波频的分割间隔与系统的自然频率关系的准... 详细信息

系泊船舶的水平慢漂运动的自然频率远低于一阶运动的自然频率。本文对具有这一特性的模型试验中不规则波浪模拟所必需包含的成分波个数与系统的自然频率关系作了研究,并提出了在不规则波模拟中波频的分割间隔与系统的自然频率关系的准则。通过模拟计算并用三种不同方法产生的不规则波所得到的模型试验结果证实,凡符合这一准则,得到的模型试验结果是可靠的、否则将产生严重失真。

关键词：锚泊系统不规则波海洋环境模拟

考虑结构弹性变形的超大型浮体锚泊系统时域耦合分析

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船舶力学 2020年第7期24卷 908-916页

作者：倪歆韵程小明吴波俞俊路振中国船舶科学研究中心江苏无锡214082

通常的系泊系统运动和张力分析只考虑浮体作为刚体的自由度运动。然而,当浮体尺度达到一定程度,浮体会在波浪激励作用下产生弹性变形,弹性变形会对系泊缆的张力产生影响。本文基于浮体三维频域水弹性分析方法和系泊缆静力分析方法,建立... 详细信息

通常的系泊系统运动和张力分析只考虑浮体作为刚体的自由度运动。然而,当浮体尺度达到一定程度,浮体会在波浪激励作用下产生弹性变形,弹性变形会对系泊缆的张力产生影响。本文基于浮体三维频域水弹性分析方法和系泊缆静力分析方法,建立锚泊系统时域耦合分析方法,获得更加真实的系泊缆张力特性以及浮体的运动特性,在时域模拟中考虑了风、浪、流环境条件对浮体运动和系泊缆张力的作用,同时根据浮体三维水弹性频域计算结果获取浮体弹性变形在系泊点处产生的位移,建立浮体弹性变形对系泊缆张力贡献的计算方法,并针对一布置于400 m水深海域的超大型浮体,计算了浮体的弹性变形对系泊缆张力的贡献。

关键词：锚泊系统水弹性力学时域模拟静力分析

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浮体锚泊系统计算分析

大连理工大学学报 2005年第5期45卷 682-686页

作者：肖越王言英大连理工大学船舶工程学院辽宁大连116024

利用数值方法研究了锚泊浮体在风、浪、流联合作用下的运动响应和锚链线张力变化规律.采用的数学模型主要包括三维锚链线静力模型和浮体频域运动模型.在数值计算中,分别采用有限差分法和频域格林函数法求解三维锚链线静力模型和浮体频... 详细信息

利用数值方法研究了锚泊浮体在风、浪、流联合作用下的运动响应和锚链线张力变化规律.采用的数学模型主要包括三维锚链线静力模型和浮体频域运动模型.在数值计算中,分别采用有限差分法和频域格林函数法求解三维锚链线静力模型和浮体频域运动模型得到锚泊系统的总体刚度和浮体的水动力参数,据此求解锚泊浮体运动方程,得到锚泊浮体的运动响应和锚链线上的张力变化.对一锚泊半潜式海洋平台的实际校核应用证明,本方法可以提供具有工程精度的锚泊性能预报.

关键词：频域法运动方程锚泊系统数值方法

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深远海半潜式风电安装平台及锚泊系统设计

中国海上油气 2023年第5期35卷 201-211页

作者：陈鹏飞官明开周莉莉薛洋洋江波上海勘测设计研究院有限公司上海200335 三峡珠江发电有限公司广东广州510030

随着中国海上风电场开发建设逐步向深远海推进,基于近海风电场装运分离的安装模式已难以满足深远海风电场建设需求。针对深远海海上风电场施工难题,研发了一种装运一体化的半潜式风电安装平台及锚泊系统。围绕稳性和水动力性能确定了半... 详细信息

随着中国海上风电场开发建设逐步向深远海推进,基于近海风电场装运分离的安装模式已难以满足深远海风电场建设需求。针对深远海海上风电场施工难题,研发了一种装运一体化的半潜式风电安装平台及锚泊系统。围绕稳性和水动力性能确定了半潜式平台主尺度,确保其稳性满足规范要求,同时又保证其在迁移、作业和自存工况具有良好的运动性能;基于时域耦合分析法对平台作业工况和自存工况的锚泊性能进行了分析,验证了锚泊系统的安全性。研究结果表明,所设计的半潜式风电安装平台及锚泊系统可满足10MW+机组在深远海的装运要求,为深远海海上风电开发和海工装备建造提供了参考方案。

关键词：深远海海上风电半潜式平台锚泊系统稳性水动力性能

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考虑浮体弹性变形的锚泊系统分析方法

船舶力学 2004年第2期8卷 47-54页

作者：付世晓范菊陈徐均崔维成上海交通大学船舶与海洋工程学院上海200030 中国船舶科学研究中心江苏无锡214082

传统的锚泊系统分析方法一般是假设结构物为刚性不可变形的,这种假设对于常规海洋结构物的锚泊系统分析,其精度是可以接受的,然而对于弹性体(比如超大型浮体)来说,这种浮体刚性的假设显然是不合理的。本文基于摄动理论,分别给出了锚泊浮... 详细信息

传统的锚泊系统分析方法一般是假设结构物为刚性不可变形的,这种假设对于常规海洋结构物的锚泊系统分析,其精度是可以接受的,然而对于弹性体(比如超大型浮体)来说,这种浮体刚性的假设显然是不合理的。本文基于摄动理论,分别给出了锚泊浮体(同时包括弹性体和刚性体)和锚泊系统的一阶运动方程。分别用三维水弹性理论和Goodman-Lance法求解浮体的动力响应和锚泊线的运动,并给出了两者之间的协调关系。通过数值算例分析表明,对于超大型浮体,其弹性特性对锚泊系统特性的影响是不可忽略的。

关键词：海洋工程锚泊系统摄动方程弹性体 Goodman-Lance法动力响应