单浮筒贮油系统(SBS)模型的波浪试验

本文论述了一个单浮筒贮油系统模型的规则波和不规则波试验。试验结果表明:(1)贮油船的纵摇具有线性应答特性,而且刚臂和浮筒的约束对其影响甚小,因此与切片理论计算结果十分吻合。(2)6根锚链中,以与波向成180°夹角的1~#锚链受力最大。(3)由于水深和试验方法的不同,本文中不规则波试验得到的统计值与文献[2]中的统计值之间存在着较大的差别。     

新型浮式防波堤水动力性能数值研究

针对设计的新型双浮筒+Savinious型(S型)桨叶浮式防波堤的结构形式,基于势波理论和结构耦合水动力分析理论,利用面元积分和Newmark-β时间步进格式进行计算,研究其在线性规则波作用下的消波性能、运动响应和系泊张力响应,验证该结构的合理性。数值计算结果表明,阻尼修正后的防波堤纵摇运动响应合理,在波高H=1.5 m、波浪周期T=3 s下其消浪性能较为理想,透射系数达到0.65,同时系泊线张力呈周期响应并满足最大破断力的条件。此外,还研究了浮筒相对间距S1/L,浮筒—桨叶相对间距S2/L以及Savinious型桨叶高径比d/h三个无量纲关键几何参数对防波堤透射系数Ct和系泊线时域张力响应的影响。计算结果表明,浮筒间距S1越接近波长,防波堤消波性能越好,但迎浪侧张力响应幅值越大;随着浮筒—桨叶相对间距S2/L由0趋近于1,其透射系数随之减小,但迎浪侧张力响应幅值基本保持不变;减小桨叶的高径比d/h可以提高防波堤消波性能的稳定性,但张力响应幅值随之增大。     

SWAN模型在设计波浪要素计算中的应用研究

采用SWAN(Simulating Waves Nearshore)模型搭建了覆盖整个台湾海峡和台湾岛东部部分海域的波浪模型,并利用此模型计算了常风浪场、崇武海洋站设计波浪要素和西沙湾海域极值波浪场.计算结果显示,在常风浪模拟中,4个浮标站计算值与实测值有效波高绝对误差均在0.20 m以内,平均绝对误差值为0.13 m...     

山东沿岸多年一遇最高水位计算

应用山东沿岸各海洋站(日照、青岛、乳山口、威海、烟台、龙口、羊角淘)最近几十年各年最高水位数据和极值Ⅰ型(Gumbel)分布理论,对山东沿岸多年一遇最高水位进行了概率计算.给出的各海洋站Gumbel理论曲线与实测值的经验频率之间符合较好(绝对误差在10 cm以下).研究表明,应用极值Ⅰ型(Gumbel)理论对山东沿岸各海洋站多年一遇最高水位的概率推算是可靠的.这些结果对山东省近岸、近海海洋工程开发建设有一定参考意义.     

建议用“水平距离比值法”取代“■测法、H’·K·B计算法”

SAB-2型岸用光学测波仪在海洋站传统的使用是:d测,井以d进行查K表,再通过取潮位计算H’,(两种方法:(1)测实有潮位;(2)取潮汐表5的潮位。)然后再所算出H’·K·B值(按规范规定取小数后二位)。这个值实际上是波高修正系数,即对计测出的格值进行订正后便是该观测时次的波高和最大波高。这种求取订正值的方法,有两个弱点:(1)d的观测是利用仪器目测估计法,所测15个连续波的平均位置。当在小波时(指1.0m以下时),这个d不难求出,但在大波(1.0m     

使用H_(AB)—2型岸用光学测波仪测量波高的最佳方法

海洋仪器的精心研制和有效地使用,是促进海洋科学技术发展的重要一环。选用精良仪器、充实新的技术对海洋科技资料的准确性也起着重要作用。所以这是海洋事业发展的迫切需要。海洋局为了更新海浪观测仪器、改进海浪观测和波高计算方法、提高资料准确度,在北海分局小麦岛海洋站对新型仪器H_(AB)-2型岸用光学测波仪和波高观测方法进行了对比试验。通过35次海浪观测资料表明,用H_(AB)-2型比H_(AB)-1型岸用光学测波仪观测海浪、波高准确度提高0.2米。在四种波高计算方法中,选择了平均位置法作为最佳海浪观测计算方法。     

不同构型的超大型浮式结构物水动力分析和波浪载荷预报

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。     

张力腿平台筋腱支撑浮筒结构设计研究

在张力腿平台筋腱与海底桩基连接后,需要筋腱支撑浮筒为筋腱提供足够的浮力,保证筋腱在平台运抵工作海域之前不会发生倾覆。针对南海油田自主研发的张力腿平台筋腱实际尺寸及设计要求,设计了适用于1 061 mm(40英寸)筋腱、500米水深的张力腿平台筋腱支撑浮筒,并对筋腱支撑浮筒主要受力进行了分析计算,根据所计算的载荷情况对关键部件进行了有限元仿真分析,验证了结构强度的可靠性,并得到了结构的应力集中点与最大变形点,为筋腱支撑浮筒的结构设计提供了参考。     

岸用光学测波仪在大浪测波中的存在问题和初步解决方法

岸用光学测波仪在大浪测波中的存在问题和初步解决方法古万才（国家海洋局南海分局北海中心海洋站北海市）使用岸用光学测波仪观测波浪的存在问题是：在遇到风暴潮影响出现大浪，波向朝着或背着海岸，浮筒标杆沉没波谷雨看不见的情况下（见示意图），造成在波高观测时间内...     

渤海湾水位、流场的一个数值预报模式

本文利用普林斯顿海洋模式(POM),建立了渤、黄海风增水预报模式和渤海湾水位海流预报模式;利用正交曲线网格提高重点区域的分辨率;采用美国海洋大气局(NOAA)全球预报风场和气压场作为模式表面强迫场,将计算域边界上的天文潮预报值与风增水模式预报的余水位相叠加构建模式的边界条件,在正压条件下,模拟了渤海湾2002年的水位流场过程。结果表明,模式能够较好地再现计算域内天文潮和综合水位的预报,域内10个潮位站模式与实测分析的m1和M2分潮的振幅与迟角差均不超过5.1cm和6.3°,15个潮流站模式与实测分析的m1和M2分潮流的振幅与迟角差均不超过7.5cm/s和15.8°,模式预报的水位值与塘沽站实测值非常接近,预报精度较单纯的天文潮预报有明显提高。     

双浮筒直驱式波浪发电系统的优化控制

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。     

基于重叠网格方法浮筒涡激运动特性数值分析

浮筒被广泛应用在海洋工程中,研究浮筒的涡激运动对于减少其对海洋平台构件的疲劳损坏具有指导意义。传统的动网格方法在处理浮筒转动运动时会因网格变形过大导致计算不收敛,采用了重叠网格方法以解决这一问题。数值试验采用了基于开源工具包Open FOAM自主开发的naoe-FOAM-SJTU求解器。分别进行了自由衰减数值试验和涡激运动数值试验。研究表明,随着折合速度的增加,浮筒的顺流向、横流向、垂荡和艏摇运动频率增加,且顺流向与垂荡频率相近,横流向与艏摇频率相近;其次,根据涡量场分布,表明浮筒前一时刻的泻涡会影响到浮筒之后时刻的周向涡量分布;最后,研究发现自由端对于浮筒尾流场泻涡有着显著影响,为将来探究减少浮筒涡激运动的方法提供指导。     

在拖航中海洋工程结构物和浮筒相互作用力的试验研究

若海洋离岸工程结构物浮力小时,可借助于浮筒来实现拖航。在波浪载荷下研究结构物和浮筒之间的相互作用力,是有实际意义的.本文是以海上石油开采导管架的拖航为例,进行了模型拖航试验。给出了结构物和浮筒之间相互作用力的测试方法和设备,利用船模试验池(简称船池)的规则波,求出在定航速下波浪参数和相互作用力之间的关系曲线.最后,本文对试验结果进行了讨论。     

西非深水浮筒和穿梭油轮水动力性能分析

应用三维势流理论及非线性时域耦合分析方法,在西非双方向涌浪和波浪条件下对深水浮筒及穿梭油轮水动力性能进行了数值计算,并与水池模型试验对比。对单浮筒在作业、生存海况下的运动响应进行了准确预报,同时对浮筒和穿梭油轮连接原油外输作业时的波频运动、平面运动给出了合理分析;得到原油外输装置在西非深水海域环境下的水动力响应特性,为我国参与西非深水海洋油气开采提供技术建议。     

基于并行计算的海洋平台谱分析疲劳筛选技术研究

为了得到海洋平台疲劳失效风险最大的焊接区域,提出了以有限元网格单元应力为基础的谱分析筛选方法,并开发了程序。程序采用并行计算架构,单次完成数万个单元的累积损伤度/疲劳寿命计算,并通过有限元软件以云图方式显示疲劳寿命。采用该程序计算双浮筒半潜式平台的疲劳寿命。结果表明,该型平台疲劳失效风险较高的区域为立柱与上壳体下浮体连接对角线转角区域、浮筒中纵舱壁与立柱连接区域。并行计算方法的引入,大大缩减疲劳损伤度计算的分析时间,采用22核心的CPU,时间缩短为原来的1/18.5,17小时完成全平台外壳单元谱分析计算。     

连云港近海波浪特征

波浪对连云港的港工建设,航道疏通和岸堤保护等有重要意义。连云港海洋站位于海州湾南部西连岛的西北端。该站正南方6公里处为连云港镇,西和西北方向约20公里处为陆地。这里每日观测波浪四次,分别于08、11、14和17时进行。1960—1963年为目测,1964年以后,用岸用光学测波仪进行观测;仪器的拔海高度为15.1米,视野范围为202°(W—N—ESE)。岛屿周围为基岩海岸。测波浮筒位于测站     

多锚链系泊浮筒非线性漂移运动的时域模拟

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。     

地磁场模型在海洋磁测资料处理中的应用研究

地磁日变改正是海洋磁测资料处理过程中的一个重要环节。本文利用地磁场综合模型与IGRF模型联合计算了西太平洋某调查工区的地磁日变数据,对比分析了相同位置的海洋地磁日变站观测数据。使用两种不同类型的地磁日变数据,分别对该测区中15条测线进行了磁测数据处理,并对这些测线及其56个交叉点进行了误差分析。研究结果认为:①当用计算数据做海洋磁测的处理时,其交叉点内符合精度在调差前基本满足海洋地质规范的要求,在调差后完全符合海洋地质规范的要求,但使用计算数据的精度低于实测数据。②磁静时,计算日变曲线和实测日变曲线拟合程度高;磁扰时,两者幅值差异较大,磁扰越强相关系数越小。磁情指数K4时的模型计算数据,建议谨慎使用或不使用。     

浮筒式波浪能发电装置中轴流式水轮机能量特性研究

当今世界,全球资源严重匮乏,环境日益恶化,波浪能作为一种清洁、可再生海洋能源,有利于贯彻我国可持续发展战略。文中针对南海某海域,根据国家海洋局提供的波浪周期和波高数据,通过计算流体力学(CFD)数值模拟,研究不同时期波浪周期和波高的变化对轴流式水轮机效率的影响。计算结果表明,因波浪参数变化,浮筒式波浪能发电装置水头变化范围为11~17 m,优选设计水头为13 m。通过改变水轮机叶片安装角度,优化水轮机效率,并对水轮机转轮及出水流道流动特性进行研究。最终得出:在优选设计水头为13 m时,水轮机在叶片相对安放角为-4°,最高效率达85.67%,水轮机转轮及出水流道流态平直,水轮机工作性能稳定,满足浮筒式波能发电装置工作要求。文中研究工作,为优化浮筒式波能发电平台及提高平台投资回报率奠定理论基础。     

青岛验潮站观测潮汐100年

青岛验潮站位于青岛大港一号码头西端 ,是我国长期基本验潮站。该站 190 0年开始进行潮汐观测 ,190 4年建立验潮井 ,用浮筒式自记验潮仪进行观测 ;19 38～ 1945年 ,日本第二次占领青岛时期 ,验潮井遭到破坏 ,1948年验潮井修复并恢复观测。民国时期 ,验潮站用压力式验潮仪工作。新中国成立以来 ,海洋观测工作不断得到加强。 1996年 ,重新修建了验潮井和工作房 ,安装了新型水位计。目前 ,该站拥有 2台瓦尔代验潮仪 ,一台NGWL MS新一代水位计和一台 SCA6 - 1型声学水位计分别进行同步观测比对 ,资料准确可靠。195 4年 ,统一测量全国海洋基…