Experimental study on hydrodynamic performance of SWATH vessels in calm water and in head waves     

《Applied Ocean Research》2019

An extensive experimental investigation on four SWATH hull forms has been conducted in calm water and in regular waves at University of Naples Federico II. Calm water tests have been analyzed in the range of Froude number Fr_T from 0.1 to 0.6. For all four SWATH configurations at the speed, corresponding to Fr_T 0.32, the behaviour in regular waves has been tested. The results of heave, pitch and vertical accelerations are presented in nondimensional form as RAO. For the “most promising” SWATH #4 configuration, a set of stabilizing fins have been designed and an active stabilization system has been developed. The developed SWATH#5 has been tested in calm water on three displacements in the range of Fr_T from 0.1 to 0.65. The dynamic wetted surface has been identified and the residual resistance coefficient C_R as well as R_T/Δ are reported. Seakeeping tests have been performed in regular head sea and in head and following irregular sea at Fr_T = 0.50. The conditions for the occurrence of dynamic longitudinal instabilities have been identified. The results allows to comment the effect of slenderness of struts and SWATH’s immersed bodies on resistance and seakeeping and concerns the applicability of SWATH concept to small craft.  相似文献   

碎冰条件下单点系泊船舶动态响应特性研究     

杨佳东  吕海宁  王晋 《海洋工程》2019,37(2):29-39

为了研究不同单点系泊位置对极地系泊船舶在来冰角度改变时动态响应的影响,运用离散元方法(DEM),计算了船舶在60%密集度下,冰速为1.0 m/s、冰厚为1 m时不同角度的船冰阻力,结合系泊分析软件二次开发功能,计算分析系泊船舶在不同来冰角度和不同系泊位置下受上述冰情影响下的响应。通过对模拟结果与试验结果的对比,认为离散元方法(DEM)的数值模拟结果与试验结果吻合较好;单点系泊位置为距船头L/4时,系泊船舶能以最快速、最稳定的方式对来冰方向的变化做出响应。  相似文献   

Study on Nonlinear Characteristics of Freak-Wave Forces with Different Wave Steepness     

Deng  Yan-fei  Tian  Xin-liang  Li  Xin 《中国海洋工程》2019,33(5):608-617

The nonlinear wave forces on vertical cylinders induced by freak wave trains were experimentally investigated. A series of freak wave trains with different wave steepness were modeled in a wave flume. The corresponding wave forces on vertical cylinders of different diameters were measured. The experimental wave forces were also compared with the predicted results based on Morison formula. Particular attentions were paid to the effects of wave steepness on the dimensionless peak forces, asymmetry characteristics of the impact forces and high-frequency force components. Wavelet-based analysis methods were employed in revealing the local energy structures and quadratic phase coupling in the freak wave forces.  相似文献   

适用于快速远程检测海水中氰化物的方法研究     

姚竞芳  袁涛  敖俊杰  顾佳媛  李佳凡 《海洋科学》2018,42(11):24-28

建立了一种适用于海洋远程快速检测氰化物的检测方法,设计了一体化检测装置,未来可搭载到无人艇上实现自动快速检测。针对最佳检测条件进行了一系列优化,得到最佳检测条件:对于100 mL的待测样品,加入酒石酸固体1.5 g;用1～2滴浓度为150 g/L的碳酸钠溶液浸润苦味酸试纸;加热温度80℃,加热时间10min。在最佳检测条件下,检测检出限达0.3mg/L。该方法实现了适用于海水氰化钠的远程检测,大大提高了检测效率,无需人员进入污染现场,安全性高。可广泛用于海洋危化品泄漏、湖泊污染、现场应急筛选等场合的水体样品快速检测。  相似文献   

深水铺管船托管架疲劳分析及动态监测点选取研究     

闫宏生  王哲  王晓波  陈永訢  孟祥伟 《海洋工程》2018,36(1):107-113

作为S型铺管作业的关键性装备,托管架长期承受着交变载荷的作用,随着海洋开发向超深水发展,结构疲劳破坏问题不容忽视。采用疲劳谱分析的方法并结合线性累积损伤理论,对托管架结构频域下的变形进行了分析,计算了正常海况下和极端海况下托管架疲劳损伤度并对疲劳寿命进行了评估。研究发现托管架在正常海况下作业符合安全要求,在极端海况下局部结构会受到破坏。并从托管架结构安全监测角度,筛选了结构疲劳分析关键点位,为监测点位的选取提供了依据。  相似文献   

基于小型三维阵列的瞬态声源快速被动定位方法          下载免费PDF全文

黄时春  张焕强  蒋伟康 《数字海洋与水下攻防》2018,1(3):12-17

重物在落水和着底过程中都会产生瞬态声信号,这类信号可被运用于浅水区域水下目标定位。 针对浅水区域目标定位的问题,提出了一种基于小型立体五元基阵的瞬态声源快速被动定位算法。 在分析重物落水信号特征的基础上,选取合适的广义互相关加权函数求得传声器之间的声程差,运用快速最小二乘搜索算法进行声源定位。 结果表明:运用 5 传声器阵列可以同时兼顾定位精度和鲁棒性,且满足实时性要求,该方法可运用于浅水区域瞬态声源定位等领域。  相似文献   

基于分区间泛化Kriging近似模型的船舶局部结构形状优化     

张干锋  王德禹 《海洋工程》2018,36(6):46-57

为提高Kriging近似模型在船舶结构性能多维度响应预测方面的适用性,对常规Kriging近似模型进行分区间泛化改进:一是对设计样本点的各个维度(分量)进行划区,并在每一个分区间内采用最优拉丁超立方(OLhd)取样;二是引入比例系数w1组合高斯与指数型相关函数提高模型对数据的泛化能力,从而在每个划分的区间内建立泛化的Kriging近似模型。通过SCH测试函数,验证了构造的分区间泛化Kriging模型有效性。结合参数化建模和改进Kriging近似模型对某过渡肘板和舱口角隅边界进行形状优化,优化第一阶段由改进的近似模型通过多岛遗传算法得到全局初步的最优解,第二阶段在初步解的基础上缩小优化变量范围,由少量的FEM计算即可在小范围内搜寻到精确的最优设计变量。结果表明:分区间泛化Kriging近似模型在预测多维度响应时较常规Kriging模型预测精度更高;分阶段的形状优化流程在保证极小误差和缩小计算成本的情况下能够得到理想的应力分布和重量优化结果,有助于船舶结构的轻量化研究。  相似文献   

后挖沟深度对深海海底管道屈曲影响数值分析     

李修波  刘可安  王华昆  王鸿飞 《海洋工程》2020,38(3):152-160

鉴于海底管道的服役水深越来越深,主要采用犁式挖沟机对预铺设于海床之上的海底管道采取后挖沟的方式将海底管道埋设于海床之下,以保护其免受不必要的损伤。针对后挖沟深度H是海底挖沟机的重要设计参数,也是影响管道悬跨的重要因素的问题,对SMD(UK)犁式挖沟机展开参数优化,确保作业过程中悬跨段管道在外部静水压力作用下,海底管道不会发生屈曲破坏。采用ABAQUS软件,分别建立了作业前和作业中两种工况下的悬跨模型,分析机械手对接触部分管道的损伤,结果显示,作业中的机械手对悬跨管道的损伤更大;同时,建立了作业中不同管径下,后挖沟深度对管道损伤的安全裕量关系曲线。进一步,结合作业中不同挖沟深度下的管跨段屈曲数值模型,对处于外部静水压力作用下的悬跨管的屈曲失效展开分析,结果显示,随着后挖沟深度的加大,不同管径下的悬跨段管道局部出现塑性压溃的临界压力值不断降低;管道外径的增大,降低了同一后挖沟深度下发生屈曲失效的压力值。最后,在后挖沟深度与外部静水压力组成的区域内,建立屈曲失效临界关系曲线,并划分出工作区和压溃区,为深海管道后挖沟埋管的施工提供工程参考。  相似文献   

风机基础TLP平台在波浪中运动性能的CFD数值分析     

安筱婷  赵伟文  万德成 《海洋工程》2020,38(5):35-49

随着海上风能的开发向深水发展，支撑风机的载体平台越来越受到关注。在经济性与安全性、稳定性的多重要求下，张力腿平台（TLP）在海洋风能资源的开发中体现出了重要地位。采用基于开源平台OpenFOAM开发的计算流体动力学（CFD）水动力学求解器naoe-FOAM-SJTU对一座处于中等水深下的风机基础水下TLP（STLP）的运动响应进行了数值模拟与研究。文中使用弹簧锚链模型模拟STLP的垂向系泊锁链系统，模拟该平台在不同波浪环境下的运动响应情况。首先将STLP单自由度自由衰减CFD模拟结果与已有全耦合时域分析结果进行对比，验证了naoe-FOAM-SJTU求解器及使用弹簧模型模拟STLP系泊系统的准确性与可靠性。随后在考虑非线性波浪载荷的情况下研究极端海况下与一般作业海况下STLP的运动响应情况，计算工况中的风机基础所受弯矩及锚链受力情况，并详细展示流场、速度场信息，分析高阶波浪成分、不同海况等条件对于STLP运动性能的影响。研究结果表明，TLP在中等水深中具有良好的运动性能，naoe-FOAM-SJTU求解器可以有效模拟水中生产平台在波浪环境下的水动力问题，并可以对整个流场进行可视化展示与分析。  相似文献   

Effectiveness of servo struts in controlling excavation-induced wall deflection and ground settlement     

Li  Ming-Guang  Demeijer  Olivier  Chen  Jin-Jian 《Acta Geotechnica》2020,15(9):2575-2590

Acta Geotechnica - Deformations in deep excavations can be controlled by providing adjustable support using servo struts; however, the design of strut positions and applied forces remains to be...  相似文献