汕尾100kW波力电站气室模型性能试验

在造波水槽进行了100kW波力电站气室模型性能试验。测定了设计波周期下，不同入射波高时的ΔPav-Qav、ηA-Qav、NA－Qav以及不同喷咀比时的ΔPav-Qav曲线。还测定了两种喷咀比下，不同入射波高时，波力电站气室性能随波周期变化曲线。数据表明，该气室的设计和建造虽受到站址地形条件和施工条件的诸多制约，但仍有较高的波能转换效率。     

并联式后弯管波力发电浮体模型性能试验研究

对并联式后弯管波力发电浮体模型的波能转换性能和锚泊力进行了试验研究。结果表明并联式后弯管浮体模型的最佳响应周期基本不变，各单元浮体性能略有差异，位于中间的单元浮体性能略低于两侧的浮体，波能转换性能随浮体数量增加而下降，多点系泊使并联式后弯管装置效率提高。并联式后弯管波力发电装置采用标准化单元设计，灵活组成不同装机容量的装置，将大大降低锚泊系统、海底电缆系统的费用。     

后弯管波力发电浮标模型性能试验研究

为改进后弯管波力发电浮标的性能，对多种模型进行了新一轮试验研究。测定了它们的气室平均输出气流功率随波周期的变化曲线ＮＡ－Ｔ；试验了不同质量对性能的影响；测出了不同喷咀比ε的波高比Ｈｉ／Ｈｏ、压力比ΔＰｉ／Ｈｏ和波能转换效率ηＡ。确定了最佳浮体——前方后园浮室后伸型后弯管浮体的尺寸、质量和性能参数。     

5kW 后弯管波力发电装置的研究

在造波水槽内对后弯管浮体模型进行了波能转换性能的试验研究。通过对比试验,选定了最佳浮体模型——前方后圆浮室后伸型后弯管浮体。波能转换效率达ηＡ＝ ７３．３％ 。给出了该浮体模型的性能曲线及其无因次特性。测定了该模型最大锚泊力Ｆｍａｘ随浮体参数的变化规律。设计制造了５ｋＷ 后弯管波力发电浮体。该机组采用０．８ｍ 直径的对称翼透平和无刷爪极发电机,输出直流电。采用单点锚泊系统,在珠江口桂山岛西南面海域进行海上试验。实测数据表明,海上试验瞬时功率大于５ｋＷ,超过机组设计额定值。     

斜向波对直立式防波堤堤头作用的试验研究

直立式防波堤堤头在斜向波浪作用下波浪力的计算在现行的技术规范中尚属空白。通过物理模型试验给出了堤头结构设计所需的波压分布图，指出了波浪入射方向和地形对堤头所受波浪力的贡献有时可以超过波高和波周期，根据现行规范按波浪正向入射计算堤头所受的波浪力偏于安全。     

新型激光雷达浮标运动响应特性数值研究

以新型激光雷达浮标系统为研究对象,基于ANSYS/AQWA开展了激光雷达浮标系统运动响应特性数值研究,研究了浮标吃水深度、形状参数对于激光雷达浮标运动响应的影响规律,分析了附加质量、辐射阻尼、运动响应RAO及一阶、二阶波浪力等水动力参数。采用时域分析方法对不同风浪流荷载入射角度下的激光雷达浮标锚泊系统张力特性进行了计算分析。研究结果表明:随着浮标吃水深度的增加,浮标纵荡方向响应无明显变化,垂荡响应显著增大;随着浮标底部圆台直径的增大,浮标纵荡方向响应变化较小,而圆柱形浮标垂荡运动响应显著大于圆台形浮标;当浮标系泊锚链发生松弛—张紧状态变化时易出现极端张力,且极端张力出现的幅值和频率随有效波高的增大和谱峰周期的减小而增大。     

畸形波作用下锚泊方柱系泊张力特性研究

基于物理模型试验,探究畸形波和不规则波作用下浮体系泊张力差异问题。讨论相对波高、相对周期和畸形波参数α₁对系泊张力的影响。结果显示:畸形波参数α₁和浮体系泊张力显著相关。在α₁=2.0～2.83范围内,畸形波作用下迎浪侧系泊张力最大值可达不规则波作用的1.9倍。在相对波高H_s/d=0.032～0.097范围内,畸形波作用下迎浪侧系泊张力最大值显著大于不规则波的作用结果,但畸形波和不规则波对应的1/3值及平均值几乎一致。就相对周期影响而言,迎浪侧系泊张力最大差别出现在谱峰周期T_p0p范围内。频域方面采用小波分析方法讨论畸形波和不规则波作用下浮体系泊张力时频谱特征,两种波浪作用下系泊张力时频特征有显著差别。     

新型张力腿式储油处理平台的动力响应分析

针对目前小油田早期生产中存在的不足,提出一种适用于浅水海域的新型张力腿式储油处理平台,该平台主要由储油箱、浮箱、吸力桩、系泊链和甲板结构构成,具备原油处理和储存功能。应用非线性时域耦合分析法,研究了有义波高、平均波周期、水深对该平台的运动响应和系泊链张力的影响。计算结果表明,波高对平台动力响应有较大影响,有义波高每增加0.4 m,平台水平位移相应增加0.408 m,而系泊链力随有义波高的增加呈准线性增大;波周期对平台水平运动影响显著,平均波周期从6.5 s逐级变化至8.5 s时,最大水平位移自3.760 m渐增至5.467 m,而波周期对系泊链力影响较小,变化率一般小于10%;该新型平台对水深大于20 m的浅水海域有良好的动力特性,而对水深小于20 m的海域却表现异常。因此,该新型张力腿式平台能满足水深不小于20 m浅海区的油田早期生产需要。     

基于RANS方程的桩式U-OWC装置波浪荷载分析

使用OpenFOAM建立基于雷诺时均N-S方程和SST k-ω湍流模型的三维数值水槽,对桩式U-OWC装置在不同周期和波高的正向入射规则波作用下的受力情况进行分析。首先将数模结果与物理试验结果进行对比验证校核,然后通过数值模拟对装置的受力情况进行了分析,分别研究了作用在装置上作用力和倾覆力矩特点,装置上作用力和倾覆力矩随周期和波高的变化情况,以及装置稳定性极小状态。研究表明,装置所受到波向力、垂向力相比侧向力数值较大,对倾覆力矩起决定性作用。对装置上作用力和倾覆力矩进行无量纲分析,进一步发现在测试工况范围内,装置所受到的3个方向作用力中侧向力随周期变化不明显,明确了装置前的波浪爬高对装置波浪荷载和力矩的影响,并针对U-OWC模型特点和具体工况应用一个波浪爬高经验公式,获得了较好效果。     

大亚湾长周期波在缓变流作用下传播计算模型的研究

以存存缓变背景流的二维缓坡方程为控制方程建立一个计算模型来研究大亚湾长周期波的传播规律.按入射波源形式不同、周期不l司和有无背景潮流设计了几个数学试验,分别通过这儿个试验研究长周期波传播规律.从模拟结果发现,在大哑湾水域,仪在开边界附近不同源形式的入射波对波浪传播的影响有所变化;总的来说,从入射点到湾内波高削弱较快,但是对于不同周期的入射波,模拟所得波高分布变化较大;对于长周期的入射波,背景流也对波浪传播有一定影响.     

一种新型Semi-Spar式海上风机平台系泊系统优化分析

参考英国的Kincardine风机采用的新式的Semi-Spar概念,结合spar式基础和半潜式基础的特点,提出了一种新式海上浮式风机平台模型,并基于三维势流理论,利用AQWA软件进行水动力计算,验证新式平台可靠性。分析了在风、浪、流荷载联合作用下,锚链竖向夹角、系缆数量对风机浮式平台运动性能和系泊张力的影响,对系泊系统进行优化,并验证极端工况下的可靠性。结果证明风机平台水平运动和纵摇运动幅值较小,但垂荡幅值略大,而通过减小锚链竖向夹角可以控制平台运动响应幅值,增加系缆数量可以同时减小系泊张力大小。计算结果证明了新型Semi-Spar式海上风机平台可行性,为浮式风机平台及系泊系统的设计提供参考。     

基于STAR-CCM+的浮标锚泊系统数值研究

浮标锚链因磨损而断裂会导致浮标丢失,所以针对浮标锚泊系统的研究对锚链设计具有重要意义。为解决锚链系泊力计算方法精度不足和锚链力学简化模型与锚链实际形态不一致的问题,通过VOF （Volume of Fluid） 界面捕捉法建立了三维风、浪耦合流场,基于流体力学计算软件STAR-CCM+对一种滚塑浮标及锚链进行数值仿真计算。在建立双链节锚链物理模型基础上,通过求解浮标在风、浪中的受力及浮标与锚链连接处的受力损失求取锚链系泊力。结果显示,风浪越大,锚链的系泊力损失越大,2、3、4 级海况下浮标阻力损失分别为17.1%、36.6%、55.8%。锚链的双链节受力并非均等,主受力链节在2、3 级海况时承担90%以上的锚链系泊力,次受力链节的系泊力随着总系泊力的增加而增加,可见双链节锚链规格应与单链节相同。     

小型海洋调查浮标设计的若干问题

文章概述了国外浮标在恶劣海况下发生的恶性事故,从而提出确保浮标安全可靠的重要性和在设计中必须解决的若干问题:合理的选型;正确的计算;可靠的结构和安全的锚锭系统。文章最后指出小型海洋调查浮标有广阔发展的前景。     

码头系泊船舶模型试验

通过对一艘50kDWG码头系泊船舶的模型试验，得出了系泊缆绳张力随外载荷变化的一般规律，对码头系泊有一定的参考价值。     

Fundamental analysis of deep sea mooring line in static equilibrium

The integrated equations of deep sea mooring lines in static equilibrium under consideration of gravity force and line elongation are obtained. The most useful forms of the equations for designing deep sea mooring system are those in which horizontal displacement and horizontal and vertical components of tension are obtained as functions of line length, water depth, critical tension and unit weight of line.When the dynamic simulation of a buoy system is carried out, line tensions acting on the buoy should be represented as a linear function of displacement. Therefore the linearisation method is introduced by use of linearisation coefficient matrix. Translation formulae for the matrix from two to three dimensions is also presented.The influence of line elongation on the horizontal component of tension in a taut mooring condition is important, therefore the elongation of stretched deep sea mooring line must be considered carefully. Also, the scaling law under consideration of line elongation in static equilibrium, which is necessary in estimation from a small sized experiment, is discussed.     

海洋系泊工程中合成纤维系缆研究述评

在回顾合成纤维缆绳的分类和工程应用的基础上,概述了各类纤维缆绳的优缺点和工程适用性。介绍了合成纤维系缆实验技术的国内外研究进展,并综述了合成纤维缆绳的破断强度、动刚度、蠕变、蠕变回复、蠕变破断和疲劳破坏的研究现状,在此基础上展望了今后需要继续开展的合成纤维系缆研究方向。这将为海洋系泊工程中合成纤维系缆的研究和应用提供重要参考。     

安装误差对半潜漂浮式风机悬链线系泊系统性能的影响

由于浅水深条件下悬链线系泊系统的性能对系泊缆长度和几何形状更为敏感,悬链线系泊系统的安装误差对其性能的影响较深水条件下的更为显著。因此首先对适用于半潜漂浮式风机的悬链线系泊系统施工进行研究,分别确定了锚安装位置误差、系泊缆预铺误差和系泊缆与漂浮式基础回接误差的来源,并根据施工条件给出了误差值。之后,以浮体动力学仿真作为手段,对系泊缆系统施工误差对其性能的影响进行基于时域仿真的量化研究。研究表明,锚安装位置误差对系泊系统性能影响不大,但系泊缆预铺和回接的误差对系泊系统性能的影响较大。系泊缆回接的误差可造成系泊缆张力平均值和标准差与设计值偏差近20%,可能对系泊系统疲劳寿命评估产生较大的影响。与系泊缆回接误差相比,系泊缆预铺误差的产生原因更为复杂,由于系泊缆预铺误差往往导致系泊缆长度增长,存在误差的系泊缆张力的各项统计值总体偏小,但可能会造成同组无误差系泊缆的张力过载。     

防风单点系泊系统系泊力试验研究

通过物理模型试验,得到了3种船型在不同工况组合下的偏荡幅度、偏荡周期以及系泊力实测数据。试验得出了船舶在台风与波、浪、流共同作用下,单点系泊力的主要影响因素为风速、流速、波浪、船舶种类、水线上下侧投影面积比和系泊系统的刚性。选出了本文理论意义明确合理的适合单点系泊系统使用的防风系泊力表达形式,即奎因公式。采用系泊力试验数据在奎因公式的基础上导出的防风系泊系统系泊力计算公式,并给出了公式中的重要参数表达式。     

Design Curves for Mooring Lines of Turret Mooring Systems

This paper presents a series of design curves to aid in the selection of turret mooring systemsfor tankers based Floating Production Storage and Offloading(FPSO)systems.These curves are appropri-ate to water depths ranging from 100m to 600m.The curves can be used as a preliminary design tool,al-lowing the designer to quickly evaluate alternative mooring system configurations,including the numberof mooring lines,the characteristics of chain and wire rope to be deployed and the initial tension.With aknowledge of the total environmental force and vessel motion characteristics,the designer can determinethe appropriate system for closer evaluation.