“雪龙”船极区航行安全和作业能力建设

船舶概况。“雪龙”船是我国目前惟一专门从事极地考察和后勤物资补给、人员运输的极地考察破冰船，它是乌克兰赫尔松船厂于1993年建造的一艘具有B1*级(CCS规范)破冰能力的北极运输补给船。我国购进后对其进行了改装，于1994年替代“极地”号考察船承担极地考察任务，成为我国第三代极地科学考察运输船舶。该船总长167m，型宽22．6m，满载排水量21250t，满载吃水9m，配有1台主机(13200kW)，最大航速17．9节，设计破冰能力能在厚度为1．1m(加20cm厚的雪)的连续海冰中以1．5节的航速航行，船上原配有能容纳2架直升机的飞行平台、直升机机库和附属配套设备。国家海洋局于1994年、1995年进行了两次初步改装，加装了部分科考实验室、实验仪器、考察人员住舱以及站、船用油舱和淡水舱。最大乘员由原来的55人增加到了128人(含40名船员)，拥有200m^2的物理海洋学、海洋化学、海洋生物、气象等科学调查实验室，增添了部分科研设备，使“雪龙”船具有了一定的海洋科学调查能力。     

Fully Coupled Effects of Hull, Mooring and Risers Model in Time Domain Based on An Innovative Deep Draft Multi-Spar

The coupled hull, mooring and riser analysis techniques in time domain are widely recognized as the unique approach to predict the accurate global motions. However, these complex issues have not been perfectly solved due to a large number of nonlinear factors, e.g. forces nonlinearity, mooring nonlinearity, motion nonlinearity and so on. This paper investigates the coupled effects through the numerical uncoupled model, mooring coupled model and fully coupled model accounting mooring and risers based on a novel deep draft multi-spar which is especially designed for deepwater in 2009. The numerical static-offset, free-decay, wind-action tests are executed, and finally three hours simulations are conducted under 100-year return period of GOM conditions involving wave, wind and current actions. The damping contributions, response characteristics and mooring line tensions are emphatically studied.     

水下地形测量误差来源及处理方法探讨

本文阐述了GPS水下测量的原理和方法，重点讨论了自动化水上测量的误差来源及数据后处理中需要解决的问题和解决方案。     

水深对软刚臂单点系泊FPSO动力响应的影响

系泊系统的定位能力是浅水油田作业的软刚臂式单点系泊FPSO安全作业的重要保障,为研究不同水深/吃水比下单点系泊系统的受力性能,针对一艘16万吨级软刚臂单点系泊FPSO,在线性三维势流理论的基础上,基于多体动力学方法,建立FPSO-系泊腿-软刚臂的耦合模型,采用Newman近似法和Pinkster近似法分析了FPSO所受二阶波浪力,在时域内计算了不同水深/吃水比对系泊系统动力响应性能的影响。结果表明,随着水深/吃水比的增加,Newman近似法计算得到二阶波浪力先增大后减小,引起单点系泊系统载荷先增大后减小;而Pinkster近似法计算得到的二阶波浪力逐渐减下,引起单点载荷逐渐减下。在浅水条件下,Pinkster近似法具有较好的适用性,Newman近似法严重低估了FPSO所受的二阶波浪力;在深水条件下,Newman近似法能满足工程计算的要求;适用两种方法的临界水深/吃水比为1.64。     

水深对超浅吃水拖轮系柱拖力的影响

超浅吃水拖轮在浅海对钻井平台进行拖带和井位定位时,必须了解超浅吃水拖轮浅水系柱拖力特性,才能充分利用海潮条件和自身能力完成钻井平台的拖带和定位任务。     

海上浮式环形平台内域水体共振频域数值分析

海上浮式旅游平台作为新型海洋结构具有较好的发展前景。其中浮式环形平台结构的内域水体可作为浮式游艇港,但内域水体封闭性的增加也将引起类似月池共振的水体共振问题,影响码头泊稳条件。采用线性势流频域方法研究了平台吃水深度、结构运动响应和平台开口形状对内域水体共振响应特征的影响。结构吃水深度增加,水体共振频率向低频方向偏移,第0～2阶共振幅值随吃水深度增加而增加;结构运动引起水体共振频率向高频方向偏移,并且结构运动响应共振区间与第0～3阶水体共振频率范围重合,纵摇运动对内域水体共振模态分布影响较大,其他自由度影响较小。为抑制内域水体共振,提出在水面线处增设薄板和人工阻尼区域两种方案,结果表明：增设薄板可有效降低高频处水体共振,添加阻尼区域可在整个波浪频率范围内达到抑制水体共振的目的。     

基于RTK的测量艇实时姿态模型研究及应用

当前,小艇挂载单波束测深系统实施水深测量时,易受风、流、涌浪等复杂因素影响,导致水深测量精度偏低。为了探究船体姿态对水深测量数据精度影响机理,提升单波束水深测量精度,基于RTK实时测定船体三点的高程,结合小艇姿态改正模型,确定小艇实时姿态、航向、换能器动态吃水及升沉,重算深度及位置。通过在珠江口某海域设置不同姿态场景实测数据,计算实时小艇姿态等数据,分析不同船姿态对测深精度的影响规律,重算了水深及位置数据,有效地提高了单波束水深数据精度。     

低成本复杂环境下高精度单波束测深系统的设计与实现

长江江苏段过江通道、跨江电缆、码头等设施日益增多,建设规模趋于大型化,附近水域测量时GNSS信号遮挡严重,常造成定位信号丢失干扰。本文研究中将低成本中等精度惯性导航系统接入,使用内插和姿态融合算法,辅助精准定位。测量时船舶动态吃水难以得到,文中提出了在换能器附近安装压力式水位计,可实时获取船舶动态吃水。通过两种传感器的结合,组成一套低成本复杂环境下的高精度单波束测深系统,经测试符合精度要求,具有一定推广性。     

测量船动态吃水测量方法研究

针对测量船特别是中大型测量船的动态吃水问题,提出了单船和双船载波相位差分GPS测定方法,给出了动态吃水计算公式。根据装备现状,对比分析了三种测量方法的适用范围,例举了典型参数值的动态吃水观测误差,旨在为测量作业人员提供借鉴和参考。