一种具有能量吸收特性的非线性锚泊系统数值模拟与分析

锚泊系统是离岸可再生能源发电设备的核心部分,其应对极端环境载荷的能力直接影响装置浮式安装基础的可靠性与安全性。文中讨论了一种具有能量吸收特性的新型锚泊系统,详细分析了该锚泊系统的结构组成,通过建立数值模型进行仿真计算和分析,得出不同锚系配置方案和极端环境条件下的计算结果,证明这种新型锚泊系统具有良好的非线性载荷响应特性,可提高离岸可再生能源发电设备的可靠性和极端海况条件下的生存性。     

深水悬链锚泊线粘性阻尼计算

深水悬链锚泊线既为上部浮体运动提供恢复力,同时也提供阻尼力,其中阻尼力主要是由于上部浮体运动牵动悬链锚泊线局部振动和整体运动耗散能量而形成的拖曳粘性阻尼力.利用单根锚泊线由于上部浮体运动而吸收的能量来计算锚泊线的拖曳粘性阻尼.锚泊线和海床之间的接触作用基于刚性海床假定,利用Morrison公式计算锚泊线的惯性力和拖曳力荷载.用有限元方法进行非线性时域动力分析,分别计算静水条件和考虑流速分布两种工况下,上部浮体发生慢漂运动、波频运动以及两者组合运动时的锚泊线动力响应,比较不同工况下锚泊线的最大张力和粘性阻尼.     

吸力锚基础锚泊线准静力分析模型

随着海洋工程中吸力锚基础尺寸的增大,在系泊系统设计时必须考虑锚泊线切入土体段对整体设计的影响.建立了一种新的基于坐标轴划分微段的准静力分析模型,该模型包括锚泊线切入土体段与水中悬浮段两部分,无需给定锚泊线的初始长度.计算预张状态和工作条件下的锚泊线构形与张力分布,得到锚泊线顶端张力与浮体水平偏移特性曲线,分别对不同预张力和布置沉子对锚泊线状态的影响进行研究,并分析考虑锚泊线切入土体段的必要性.     

串联浮筒多组分锚泊线松弛-张紧特性分析

为研究松弛-张紧现象对串联浮筒多组分锚泊线的影响以及规律,本文对其松弛-张紧特性进行了数值模拟分析。基于向量式有限元(VFIFE)方法,建立了以锚链-锚缆-锚链多段锚泊线和浮筒组合而成的多组分锚泊线动力学分析模型,研究了串联浮筒多组分锚泊线的松弛-张紧特性。在顶端水平预张力为定值的条件下,通过改变顶端纵荡激励的振幅和频率以及浮筒的浮重、位置和数量,预测串联浮筒多组分锚泊线的松弛-张紧现象发生的条件以及规律。结果表明,通过控制顶端激励的频率和振幅以及浮筒的浮重、位置和数量,可以有效降低松弛-张紧现象的发生,降低串联浮筒多组分锚泊线断裂的风险。     

有效吸收和传递波浪能的锚泊系统的设计制作

将传统定位浮标加以改进,可以形成一种能有效吸收和传递波浪能的锚泊系统。此系统的最上端是漂浮着的海面浮标,海面浮标下端连着锚泊钢缆,锚泊钢缆下端到海底之间又依次连有张紧锤、储链和重物锚块。锚泊系统中的海面浮标随波浪同步上下起伏,从而带动与其连在一起的由张紧锤绷直的锚泊钢缆上下振动,于是海面浮标吸收波浪能并由引导缆向下传递。20 m长的储链可以保证整个装置在涨潮、退潮的极限水深情况下,仍旧可以有效地传递海表面波浪能;合适的重物锚块可以起到为整个系统定位的功能。最后给出了一个实际应用波浪能的例子。设计制作的锚泊系统可以有效吸收和传递波浪能,为波浪能的利用提供了一种行之有效的方法。     

法向承力锚拖曳安装过程的整体模拟

法向承力锚(Vertically Loaded Plate Anchor,VLA)是一种适用于深水的新型系泊基础,它的拖曳安装过程直接决定了其系泊定位的精度和锚体的最终承载能力。综合考虑VLA锚体、锚泊线和上部船体的运动,建立了一种新的准静力整体分析模型。模型包括不断贯入海床的锚体、锚泊线(土中反悬链段和水中悬链段)和安装船体三部分,针对确定的锚泊线长度,安装船运动张紧锚泊线进行安装的过程,计算了此过程中锚体的运动轨迹、锚泊线形态和作用在船体上的锚泊线张力矢量的变化,重点分析了不同抛链长度和海床土体的参数对安装过程控制的影响,发现链长与水深之比达到5时,接近极限贯入深度。     

两起渔船碰撞事故原因及预防探讨

通过对两起渔船碰撞事故经过的描述，分析了事故发生的原因及双方的过失，并对渔船的技术性能，渔区通航密度的增大和渔船驾驶员自身素质等方面，从管理的角度探讨了渔船驾驶人员全面领会和遵守《１９７２年国际海上避碰规则》的措施，提出了加强渔船的监督管理以及如何提高渔船船员素质的设想，以达到预防或减少渔船碰撞事故发生的目的。     

现场多功能定点观测系统

现场多功能定点观测系统是为潮汐河口及沿海地区进行水文测验而研制的。它由传感器组件、压力仓、电子电路、数据采集和处理装置等组成。传感器组件有流速、流向、温度、压力、电导率和含沙量等传感器，能测量流速等６种水文参数。该系统的使用既可长期定点锚泊测量，也可短期随船测量。长期锚泊测量能适应恶劣环境。     

多点系泊下后弯管波力发电浮体模型试验研究

在大型造波水池中，对最佳后弯管浮体模型3－3，进行了多点系泊下浮体模型试验研究。测定了该模型在不同系泊条件下，气室平均输出气流功率随波周期的变化曲线NA－T，最大锚泊力与入射波高之比随波周期的变化曲线Fmax/Ho-T和最大纵荡距离与入射波高Ho之比随波周期变化曲线Xmax/Ho-T。选定L型链三点系泊为最佳系泊方案。进行了不同喷嘴比的性能试验和不类来波方向的试验，测定了浮体波能转换性能、最大锚泊力、最大纵荡距离随来波方向的变化。