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超大型浮式结构物是一种新型海上结构,浮体结构的不同构型对水动力性能有着较大的影响,而合理可靠地预报波浪载荷是保证海洋结构物设计合理和安全运营的基本前提。基于设计波法,采用莫里森公式和势流理论相结合的方法,对纵向浮筒和横向浮筒两种不同构型的超大型浮式结构物进行水动力分析和波浪载荷长期预报并进行对比分析。研究结果表明:横向浮筒超大型浮体纵荡运动相应幅值比纵向浮筒超大型浮体小很多;纵向扭转为纵向浮筒和横向浮筒超大型浮体最危险工况,其次是垂向弯矩工况;且横向浮筒超大型浮体的垂向弯矩也是较危险的工况。分析结果可为超大型海上浮式结构物的结构设计提供相关合理可靠的理论依据。 相似文献
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针对双浮筒直驱式波浪发电系统的工作效率较低问题,提出了一种基于PID(Proportional Integral Derivative)控制的系统优化方法。首先根据波浪力学理论,计算出了双浮筒直驱式波浪发电系统的外浮筒(动浮筒)在自然条件下的运行特性,计算结果表明,受到波浪频率、垂直波浪速度和波浪周期固有特性的影响,外浮筒的垂直运动速度不能与波浪的垂直运动速度达到共振,进而也就导致波浪能转换成电能的工作效率较低。当采用基于PID控制算法对该波浪发电系统进行优化控制之后,波浪能转换成电能的效率有了很大的提高。详尽的算例分析和仿真结果表明本文提出的优化控制方法有效、可行。 相似文献
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多锚链系泊浮筒非线性漂移运动的时域模拟 总被引：3，自引：0，他引：3
本文对多锚链系泊浮筒漂移运动的非线性效应进行了讨论。在波浪力和锚链系泊力都是非线性的条件下,对浮筒的运动作时域模拟,并把计算单个系泊锚链流体动力作用的Koterayama W.方法推广到多系泊锚链的情形。计算了规则波和波群中系泊浮筒漂移运动的时间历程,讨论了其运动与波高、频差的关系。可以指出,系泊浮筒系统总漂移运动受锚链流体动力的影响很大;在波群中,其幅值主要受波高支配,与频差的关系较小。 相似文献
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海底管道掏空与波浪力变化关系试验 总被引：1，自引：0，他引：1
鉴于海底油气管道在海洋能源开发中的特殊意义,前人开展了大量管道安全试验研究,特别注重不同底床、不同波浪条件、不同埋置深度等方面的组合试验,本次试验针对危害管道安全的掏空和悬跨开展了波浪水槽试验,探讨黄河三角洲为主的粉土海床上掏空与管道受力关系,弥补这方面研究的不足,结果表明,海底管道受力变化与掏空过程密切相关。连续试验过程表明,海底管道与海床土、波浪水体之间存在密切关系。海底管道在波浪作用下冲刷掏空经历了3个演变阶段:泥沙起动阶段、水流隧道发育阶段、快速掏空阶段和冲刷平衡阶段。水流隧道伴随的管涌对冲刷掏空起重要作用。伴随冲刷掏空,管道波浪力出现规律性转化,从正向作用逐渐过渡到负向作用,也可以分出4个演化阶段:冲刷初始阶段,管道波浪力以正向为主,管道表现为正向力作用下的振动;隧道发育阶段,管道受到的作用力主要是波峰上举力和波谷下拉力,表现为上下振动;管道悬空阶段,波峰负向作用力和波谷正向力交替出现,管道在波浪作用下表现为前后振动;冲刷平衡阶段,管道主要在负向作用力下振动。 相似文献
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第一个刚臂式单点系泊储油装置(SBS)于1974年在突尼斯建成,以后在各地又建成了很多个这类装置,据报导其使用效果是令人满意的[1,2].为了发展我国海洋石油勘探、开发的科学技术,在海洋石油研究所的协助下,我们对这种系泊系统进行了波浪模型试验研究,本文在试验成果的基础上,主要研究单点浮筒多链系统的静力特性和波浪要素、水深等对链力的影响,还研究了减小中链力的措施. 相似文献
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极限波浪载荷是导致海上结构物疲劳失效的主要载荷之一。固定在海洋基础结构物上的直立开孔墙对减小波浪载荷具有一定的效果。基于不可压缩黏性流体流动理论和N-S方程,采用VOF与Level-set相结合追踪自由表面的方法,首先建立数值波浪水槽,然后对开孔墙本身的开孔率和开孔墙与直立墙之间的相对距离,在降低反射系数和波浪力两个方面进行分析。研究结果表明,开孔墙可以明显降低作用在结构物上的波浪力,开孔墙本身的开孔率和与直立墙的相对距离会对其产生明显影响;不同波浪参数下会存在一个最佳的开孔率,但是不同波浪参数时最佳开孔率会略有不同;当开孔墙和直立墙的相对距离在0.2到0.3之间时,开孔墙的消波减载效果最佳。研究结果可为海洋工程相关设计提供一定的参考。 相似文献
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海底管道铺设是海洋油气资源开发的重要环节,传统的拖管法不能很好地适应海洋深度和复杂环境的变化。针对 Acergy公司在Girassol项目中提出的一种波浪式拖管方法,对其应用于2.0 km 长海底管道铺设进行分析。首先,结合深水海洋环境特征,采用集中质量法建立管道拖航数值模型,并介绍管道、拖缆和浮筒力学计算及水动力荷载计算方法;其次,基于非线性有限元OrcaFlex软件对拖管过程建模,以模拟实际项目拖管过程;然后,通过对比相同条件下的单波式和双波式两种拖管方式,探讨管道和拖缆的动态力学性能变化;最后,针对不同浮重比、拖航速度、拖缆长度和悬垂角、海流流速和流向角等因素展开敏感性分析。结果表明：波浪式拖管法可以有效地降低施工时对拖缆的张力需求,但也会因此增加管道局部弯矩和应力响应;相对于单波式拖管,双波式拖管在缓解由于拖航速度等变化而产生的管道局部损伤效应上更有优势,并能较好地适应不同水深环境;复杂的海流工况对拖航时管道的力学性能影响十分显著,施工前应选择合适的铺设窗口期以防止管道产生损伤。 相似文献
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为了使消能结构在多频率波浪作用下都能有一个较低的反射率,提出一种新型消能结构——双层板与双列开孔结构复合结构。考虑了面积约束条件下结构物边界对波浪反射特性的影响,运用数值模拟方法模拟了波浪与结构物的相互作用,计算了消能结构在不同边界形状下的反射系数,对比波浪反射系数结果获得了最佳的消能结构物边界形状。反射系数研究结果及消能结构周围流场的分析表明:消能结构物的反射特性及流场特性对波候有一定的依赖性,也依赖于消能结构物的边界特性。因此开展消能结构物边界排布及形状的研究是很有必要的。 相似文献
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为研究人工岛沿波浪传播方向尺度变化对绕射系数的影响,本文基于MIKE21-BW模型,数值模拟研究了入射波为不规则波时人工岛尺度不同对其绕射系数的影响。通过数值结果与Briggs物理模型试验结果进行了对比,结果吻合较好,验证了模型在研究波浪绕射问题上的适用性。在未考虑结构物沿波浪传播方向尺度对绕射系数的影响时,将数值结果与《海港水文规范》(JTS145-2-2013)规范结果比对,结果差异较小;本文采用上述模型模拟了结构物沿波浪传播方向7种不同尺度时的波浪绕射情况,分别是0.5Ls,Ls,2Ls,3Ls,4Ls,5Ls及6Ls,通过对不同尺度时的波浪绕射系数变化的分析,得到结果:结构物尺度在0.5Ls~2Ls范围内时,绕射系数随着结构物尺度的增大而变大;结构物尺度在3Ls~6Ls范围内时,绕射系数随着结构物尺度的增大而减小;在人工岛岛壁附近和其掩护区内绕射系数变化较明显;人工岛结构物尺度变化对绕射系数值有影响。文中给出了不同尺度人工岛绕射系数等值线图,可为工程设计中绕射波高确定提供参考。 相似文献
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王海军 《数字海洋与水下攻防》2020,3(2):129-134
介绍了“海鳐”波浪滑翔机 2019 年在南海中东部海域协同组网海上试验的情况,包括试验对象、 试验海区、试验步骤和试验数据分析。本次试验最大航程 3 069.3 km,连续航行时间 94 d。3 级海况下航速大于 1 kn,定点位置保持半径精度小于 150 m。经历多次台风考验,验证了波浪滑翔机在恶劣海况下的生存能力。 开展了多台波浪滑翔机的编队走航和定点位置保持试验,并且与国内相关单位的波浪滑翔机进行了性能比测。 本次海上试验为波浪滑翔机产品设计定型和示范应用奠定了基础。 相似文献
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通过物理模型试验研究中国《海港水文规范》(JTJ213-98)中斜坡式防波堤顶部胸墙波浪力计算公式在深水情况下的适用性.试验测量4种不同水深波浪作用下斜坡堤顶部胸墙的波浪力和作用高度.通过对胸墙迎浪面的波浪压强分布、总水平作用力和波浪作用高度的试验结果与《海港水文规范》结果的对比分析,发现胸墙迎浪面的实测波压分布不同于规范采用的均匀分布;规范计算得到的总水平力和波浪作用高度均小于实测值.本文改进规范中斜坡堤胸墙波浪力计算方法,使其更适用于深水堤顶部胸墙受力计算. 相似文献
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斜向不规则波入、反射波分离的实验研究 总被引：2，自引：0，他引：2
斜向入射的不规则波在海岸结构物前发生反射形成入、反射波共存的波浪场,对这种物理场的入、反射波的分离是海岸工程研究的一个重要课题.改进了一种可用于斜向入射的不规则波分离的两点法,使得测波阵列的两波高仪可布置在结构物前任何方向上.将此方法应用于三维波浪水池的物理模型试验研究,试验了不同的两波高仪的组合、不同的基床高度、不同的入射方向和不同的波浪要素等各种条件对分离结果的影响,结果表明,各种情况在满足非奇异条件下可得到较好的分离结果.该方法计算简便,可以给出较准确的反射系数和入、反射波的频谱. 相似文献
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针对导管架平台上部组块与火炬臂进行整体拖航的情况,提出考虑拖航累积损伤的火炬臂全寿命疲劳分析流程。采用MOSES和SACS软件建立上部组块带火炬臂整体拖航水动力模型和导管架平台整体有限元模型,计算拖航驳船运动惯性载荷、在位波载荷和在位风载荷引起的火炬臂管节点疲劳损伤,对火炬臂进行全寿命疲劳分析。引入拖航疲劳损伤率系数,量化拖航驳船运动对火炬臂各管节点疲劳损伤的影响。结果表明:拖航工况驳船运动惯性载荷造成的火炬臂疲劳损伤不容忽略,特别是对靠近火炬臂根部的管节点影响显著。因此,在对整体拖航下的火炬臂进行疲劳设计时,应对其进行全寿命疲劳分析。 相似文献