海洋平台风载荷试验不确定度分析 被引量：3

1

作者 代燚 陈作钢 王飞 《上海交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第3期361-367,共7页

海洋平台上层建筑一般形状复杂,风洞试验是获得风载荷最为可靠的方法.现阶段海洋平台风载荷不确定度分析流程及要点鲜有探讨,各因素影响程度尚不明确.率先针对某型海洋平台风载荷试验,基于国际拖曳水池会议(ITTC)推荐规程确立了不确定... 海洋平台上层建筑一般形状复杂,风洞试验是获得风载荷最为可靠的方法.现阶段海洋平台风载荷不确定度分析流程及要点鲜有探讨,各因素影响程度尚不明确.率先针对某型海洋平台风载荷试验,基于国际拖曳水池会议(ITTC)推荐规程确立了不确定度分析流程,并进行风洞试验结果不确定度分析.根据试验流程梳理误差源,计算各相对不确定度分量大小.按其值对误差源进行等级评定,提出降低试验不确定度的方法.研究结果表明:风剖面、模型精度、气压测量以及天平测量状态对风载荷测量有较大影响,占总合成不确定度比例达到了96.13%.采用适当简化模型、合理校测风剖面、提高气压测量精度以及稳定测量状态等手段能有效降低试验不确定度. 展开更多

关键词 海洋平台 风载荷试验 不确定度分析

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迎浪船舶的参数横摇分析 被引量：12

2

作者 常永全 范菊 +2 位作者 朱仁传 缪国平 黄祥鹿 《水动力学研究与进展（A辑）》 CSCD 北大核心 2008年第2期204-211,共8页

该文建立了三维非线性时域模拟运动方程;应用泰勒展开得到参数共振项系数;基于势流理论给出了非线性运动方程中来波影响项系数的确定方法。分析了发生参数横摇的范围和幅度;对船舶在不同波高、不同遭遇频率下的参数横摇幅值进行了系列预... 该文建立了三维非线性时域模拟运动方程;应用泰勒展开得到参数共振项系数;基于势流理论给出了非线性运动方程中来波影响项系数的确定方法。分析了发生参数横摇的范围和幅度;对船舶在不同波高、不同遭遇频率下的参数横摇幅值进行了系列预报,得到船舶参数横摇的发生区域图。 展开更多

关键词 参数横摇 时域数值模拟 非线性运动 迎浪

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甲板上浪问题的研究进展 被引量：15

3

作者 朱仁传 林兆伟 缪国平 《水动力学研究与进展（A辑）》 CSCD 北大核心 2007年第3期387-395,共9页

甲板上浪属于一种强非线性的波体相互作用问题,现象十分复杂。近年来,甲板上浪导致的FPSO(浮式生产储运系统,Floating Production Storage Offloading)的船首甲板和上层建筑严重损坏事故时有发生,甲板上浪问题因此也越来越受到国内外研... 甲板上浪属于一种强非线性的波体相互作用问题,现象十分复杂。近年来,甲板上浪导致的FPSO(浮式生产储运系统,Floating Production Storage Offloading)的船首甲板和上层建筑严重损坏事故时有发生,甲板上浪问题因此也越来越受到国内外研究人员的重视。文章回顾了关于甲板上浪问题研究的发展历程,介绍了国内外理论研究的最新进展,并对甲板上浪的研究趋势进行了展望。 展开更多

关键词 甲板上浪 数值模拟 CFD技术 冲击载荷

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动力响应约束下的桁架结构拓扑优化 被引量：13

4

作者 潘晋 王德禹 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2006年第4期8-12,共5页

采用自适应遗传算法求解了以脉冲激励下的动力响应作为约束条件、以结构重量最小化为目标函数的桁架结构拓扑优化问题。其中遗传算子分别采用轮盘赌选择算子以及自适应的交叉和变异算子。定义了一些启发式准则来引导优化过程中杆件和节... 采用自适应遗传算法求解了以脉冲激励下的动力响应作为约束条件、以结构重量最小化为目标函数的桁架结构拓扑优化问题。其中遗传算子分别采用轮盘赌选择算子以及自适应的交叉和变异算子。定义了一些启发式准则来引导优化过程中杆件和节点的删除,另外引入了刚度矩阵的奇异性判断以防止桁架在杆件删除过程中变为机构。算例表明,用此方法可以得到桁架结构在脉冲激励下的最优拓扑形式,且能在满足动力响应约束要求的前提下极大地减轻结构重量,达到优化的目的。 展开更多

关键词 动力响应 自适应遗传算法 拓扑优化 桁架

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起重船稳性衡准研究 被引量：8

5

作者 葛慧晓 何炎平 +1 位作者 陈新权 李洪亮 《中国港湾建设》 北大核心 2010年第3期69-71,共3页

起重船在各种载况下必须具有良好的稳性。结合7 500 t"蓝鲸"自航全回转起重船的稳性分析结果,对IMO和各船级社的起重船稳性衡准准则进行了比较和分析,探索性地提出了起重船稳性衡准的建议。

关键词 起重船 稳性衡准 校核状态 起吊载荷

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二端连续元件动力学特性的矩阵描述法 被引量：2

6

作者 李江涛 王纬波 吴有生 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2010年第9期142-145,共4页

在元件坐标系下,分别推导了简谐激励下横向振动的欧拉-伯努利梁和纵向振动的杆的输入端状态向量及输出端状态向量与微分方程的解的关系。在状态向量正方向的定义相同时,给出了向前传递矩阵、向后传递矩阵、阻抗矩阵和导纳矩阵的解析公式... 在元件坐标系下,分别推导了简谐激励下横向振动的欧拉-伯努利梁和纵向振动的杆的输入端状态向量及输出端状态向量与微分方程的解的关系。在状态向量正方向的定义相同时,给出了向前传递矩阵、向后传递矩阵、阻抗矩阵和导纳矩阵的解析公式,研究了四种矩阵的特性。结合欧拉梁和杆的相关公式,得到了一般二维梁的传递矩阵和广义阻抗矩阵的解析公式。数值算例表明:在激励频率较低时,该方法与有限元法的结果基本相同。最后,讨论了动力学中的矩阵描述法(阻抗矩阵法、导纳矩阵法和传递矩阵法)与静力学中的矩阵描述法(位移法、力法和混合法)的对应关系。矩阵描述法有利于利用计算机编程计算动力学问题,所推导的公式可用于连续系统的动力学分析,计算工作量不大且精度较高。 展开更多

关键词 动力学 欧拉-伯努利梁 杆 传递矩阵法 广义机械阻抗法

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二端离散元件动力学特性的矩阵描述法在阻振基座分析中的应用 被引量：2

7

作者 李江涛 王纬波 吴有生 《船舶力学》 EI 北大核心 2010年第1期148-156,共9页

在元件坐标系下,分别推导了离散元件(质量、弹簧、阻尼、刚体)输入端状态向量与输出端状态向量之间的关系,给出了向前传递矩阵、向后传递矩阵和广义阻抗矩阵的解析公式。并且讨论了点阻抗或点导纳与传递矩阵或广义阻抗矩阵之间的关系。... 在元件坐标系下,分别推导了离散元件(质量、弹簧、阻尼、刚体)输入端状态向量与输出端状态向量之间的关系,给出了向前传递矩阵、向后传递矩阵和广义阻抗矩阵的解析公式。并且讨论了点阻抗或点导纳与传递矩阵或广义阻抗矩阵之间的关系。此外,文中还分别采用传递矩阵法和导纳矩阵法推导了阻振基座的纵向振动方程,得到了纵向力传递率的解析公式。两种方法得到的结果相同,但传递矩阵法的推导过程更简洁。文中还采用传递矩阵法推导了阻振基座的横向振动方程,得到了横向力传递率的解析公式。所导得的公式可用于指导阻振基座的动力学设计,计算工作量不大且精度较高。 展开更多

关键词 阻振基座 刚柔耦合系统 传递矩阵法 广义机械阻抗法 力传递率

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力对开孔型频率选择表面电磁性能的影响(英文)

8

作者 张立军 王德禹 +1 位作者 朱锡 张凌江 《船舶力学》 EI 北大核心 2010年第3期280-292,共13页

频率选择表面(FSS)被广泛用于各个领域。很多情况下,频率选择表面会受到外力的作用,例如:嵌在集成桅杆外壳或者雷达吸波-承载复合材料结构中的频率选择表面。文章研究了在力的作用下,频率选择表面的电磁性能是否会改变、如何改变。首先... 频率选择表面(FSS)被广泛用于各个领域。很多情况下,频率选择表面会受到外力的作用,例如:嵌在集成桅杆外壳或者雷达吸波-承载复合材料结构中的频率选择表面。文章研究了在力的作用下,频率选择表面的电磁性能是否会改变、如何改变。首先,分析了力影响频率选择表面电磁性能的机理;然后,使用力学有限元法和电磁学有限元法分析了不同大小、不同方向的力作用下,频率选择表面电磁性能改变的模式和大小。计算获得的电磁性能-力关系曲线显示:电磁性能的改变主要表现为电磁波响应频率的偏移和透射带宽的改变;在不同方向的力作用下,电磁性能的改变程度不一样。为了降低力对频率选择表面电磁性能的影响,在布置频率选择表面时,应使受力的方向避开频率选择表面的最敏感方向,同时带圆角的开孔型频率选择表面值得研究。 展开更多

关键词 周期性开孔薄板 频率选择表面 雷达吸波-承载复合材料结构 集成桅杆 电磁-力联合分析

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圆筒形浮式生产储油装置在短峰波中水动力性能试验研究

9

作者 李俊 彭涛 +1 位作者 张建宏 卢文月 《上海交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第6期653-658,共6页

采用不同方向分布参数的三维短峰波浪对圆筒形浮式生产储油装置(FPSO)迎浪方向的水动力性能开展模型试验研究,对圆筒形FPSO运动响应和系泊系统受力进行分析,并与长峰波浪中的试验结果进行对比.试验结果显示:在短峰波环境条件中,圆筒形F... 采用不同方向分布参数的三维短峰波浪对圆筒形浮式生产储油装置(FPSO)迎浪方向的水动力性能开展模型试验研究,对圆筒形FPSO运动响应和系泊系统受力进行分析,并与长峰波浪中的试验结果进行对比.试验结果显示:在短峰波环境条件中,圆筒形FPSO的纵荡运动响应小于长峰波试验结果,横荡和横摇运动响应大于长峰波试验结果,系泊缆最大张力小于长峰波试验结果.在短峰波与长峰波环境条件中,圆筒形FPSO的水动力性能存在较为显著的差异.试验结果可为深入开展三维短峰波中海洋结构物水动力性能研究提供参考. 展开更多

关键词 短峰波 圆筒形浮式生产储油装置 水动力性能 海洋结构物

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基于计算流体力学的90°弯管气液两相流数值模拟及流型演化 被引量：5

10

作者 王志伟 何炎平 +3 位作者 李铭志 仇明 黄超 刘亚东 《上海交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第9期1159-1167,共9页

为研究竖直上升管内气液两相流通过90°弯管后的流动演化特性,分别采用流体体积多相流模型以及Realizable k-ε湍流模型对其进行数值模拟,重点分析气液两相流通过90°弯管后的速度变化、压力分布、截面含气率及流型演化规律.结... 为研究竖直上升管内气液两相流通过90°弯管后的流动演化特性,分别采用流体体积多相流模型以及Realizable k-ε湍流模型对其进行数值模拟,重点分析气液两相流通过90°弯管后的速度变化、压力分布、截面含气率及流型演化规律.结果表明:不同气液两相流流型通过90°弯管后会产生不同程度的二次流现象,并且切向速度呈现双峰分布,随着流动发展最终耗散成为单峰分布;气液两相流入口速度越大,则弯管外壁面所受压力越大.截面含气率的变化与流型转化相关,泡状流流过弯管后演化成为细长段塞流,截面含气率减小;段塞流、搅动流及环状流通过弯管后演化成为分层-波浪流,截面含气率变化较小.研究结果可为气液两相流输送弯管设计开发及诱导应力预测提供一定的理论支持. 展开更多

关键词 计算流体力学 气液两相流 90°弯管 流体体积模型 流动演化特性

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近场动力学在断裂力学领域的研究进展 被引量：11

11

作者 张恒 张雄 乔丕忠 《力学进展》 EI CSCD 北大核心 2022年第4期852-873,共22页

近场动力学采用非局部积分计算节点内力,利用统一数学框架描述空间连续与非连续,避免了非连续区局部空间导数引起的应力奇异,数值上具有无网格属性,可自然模拟材料结构的断裂问题.本文概述了近场动力学的弹性本构力模型,系统介绍了近场... 近场动力学采用非局部积分计算节点内力,利用统一数学框架描述空间连续与非连续,避免了非连续区局部空间导数引起的应力奇异,数值上具有无网格属性,可自然模拟材料结构的断裂问题.本文概述了近场动力学的弹性本构力模型,系统介绍了近场动力学临界伸长率、临界能量密度以及材料强度相关的键失效准则.详细介绍了近场动力学在断裂力学领域的研究进展,包括断裂参数能量释放率与应力强度因子的求解、J积分、混合型裂纹、弹塑性断裂、黏聚力模型、动态断裂、材料界面断裂以及疲劳裂纹扩展等.最后讨论了断裂问题近场动力学研究的发展方向. 展开更多

关键词 近场动力学 断裂力学 裂纹扩展 键失效

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球形颗粒自由下落过程运动和流场数值分析 被引量：4

12

作者 刘磊 杨建民 +1 位作者 吕海宁 彭涛 《江苏科技大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2017年第5期620-628,共9页

深海矿产资源开发一般采用水力提升方式将海底矿石输送到水面.单个矿石颗粒在水中的运动特性及尾流特征是水力提升动力学特性研究的基础.文中采用计算流体力学方法,对不同直径、密度的球形矿石颗粒在水中自由下落的过程进行了数值模拟.... 深海矿产资源开发一般采用水力提升方式将海底矿石输送到水面.单个矿石颗粒在水中的运动特性及尾流特征是水力提升动力学特性研究的基础.文中采用计算流体力学方法,对不同直径、密度的球形矿石颗粒在水中自由下落的过程进行了数值模拟.采用基于剪切应力运输的分离涡方法模拟颗粒周围流场,研究了单颗粒在雷诺数Re=184,228,285和6 400时的六自由度运动及尾流结构.研究发现,随着Re增大,颗粒分别呈现垂直下落、倾斜直线下落、倾斜振荡下落、随机下落4种不同路径,通过分析其尾流结构及受力特征,讨论了不同下落路径的产生机理,所得结果可为深海矿产资源水力提升管道的设计和机理研究提供参考与支撑. 展开更多

关键词 自由下落 流场特性 尾涡结构 雷诺数

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改进LSTM神经网络在极短期波浪时序预报中的应用 被引量：9

13

作者 尚凡成 李传庆 +1 位作者 詹可 朱仁传 《上海交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第6期659-665,共7页

高效准确的极短期预报对实海况下船海结构物的施工作业安全意义重大.由于海浪的随机性,短期预报往往使用时间序列分析进行,近年来神经网络特别是长短期记忆(LSTM)神经网络在时间序列分析上预报能力强.基于此,提出一种结合生成式对抗思想... 高效准确的极短期预报对实海况下船海结构物的施工作业安全意义重大.由于海浪的随机性,短期预报往往使用时间序列分析进行,近年来神经网络特别是长短期记忆(LSTM)神经网络在时间序列分析上预报能力强.基于此,提出一种结合生成式对抗思想的LSTM改进形式,在神经网络中嵌入频域特性等的先验知识,实现时频域信息耦合预报.经实验测试可知,该方法预报精度优于传统时序分析方法和LSTM神经网络结果,适用于极短期时序预报,有助于实现更好的船舶操纵控制. 展开更多

关键词 极短期预报 时序分析 长短期记忆神经网络 生成式对抗

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自升式风电安装船就位过程水动力载荷研究 被引量：1

14

作者 吕文亚 陈新权 杨启 《中国造船》 EI CSCD 北大核心 2019年第3期81-91,共11页

以一艘自升式风电安装船为对象,主要对其就位过程中作用在船体上的垂向波浪剪力与弯矩进行计算分析。基于实际的船体重量分布与吃水变化,考虑大尺度桩腿与船体之间的相互影响,从就位过程中选取5个状态独立建模分析;基于三维势流理论,计... 以一艘自升式风电安装船为对象,主要对其就位过程中作用在船体上的垂向波浪剪力与弯矩进行计算分析。基于实际的船体重量分布与吃水变化,考虑大尺度桩腿与船体之间的相互影响,从就位过程中选取5个状态独立建模分析;基于三维势流理论,计算垂向波浪剪力与垂向波浪弯矩沿船长方向的分布与变化规律。分析发现,随桩腿下放,船舶迎浪一侧的垂向波浪剪力会显著增长,并且船舶非迎浪一侧的垂向波浪弯矩也会显著增长;不同浪向下的垂向波浪载荷呈现对于90°浪向的对称性,垂向波浪载荷的最大值出现在0°与180°浪向的条件下;垂向波浪剪力与弯矩的最大值总是位于船舶迎浪一侧的桩腿处。 展开更多

关键词 风电安装船 桩腿 就位过程 波浪剪力 波浪弯矩

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不规则波与顺流相互作用的数值模拟与不确定度分析 被引量：1

15

作者 姚顺 马宁 +1 位作者 丁俊杰 顾解忡 《上海交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第3期337-346,共10页

考虑实际海域普遍存在的波流相互作用现象,研究均匀流对不规则波的波浪特性和不确定度的影响规律.首先,在上海交通大学循环水槽中开展不规则波与均匀流相互作用试验并测量波面升高时历数据;然后,基于雷诺平均Navier-Stokes(RANS)方程对... 考虑实际海域普遍存在的波流相互作用现象,研究均匀流对不规则波的波浪特性和不确定度的影响规律.首先,在上海交通大学循环水槽中开展不规则波与均匀流相互作用试验并测量波面升高时历数据;然后,基于雷诺平均Navier-Stokes(RANS)方程对波流相互作用问题进行数值模拟;最后,将不规则波的有义波高和平均周期作为研究对象,开展包括网格收敛性和时间步长收敛性在内的不确定度分析.研究结果表明:顺流及无流时波高概率分布符合Rayleigh分布;不规则波能量谱峰值在顺流作用下向低频移动;不规则波有义波高对网格尺寸更加敏感,平均周期则更依赖于时间步长;均匀顺流能降低有义波高对时间步长的依赖程度,但对平均周期的影响则相反. 展开更多

关键词 波流相互作用 不规则波 波高概率分布 不确定度分析

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基于网格自适应技术的PPTC桨梢涡空泡数值模拟 被引量：4

16

作者 陈影 余龙 《船舶力学》 EI CSCD 北大核心 2022年第4期499-510,共12页

首先对PPTC螺旋桨在无空化流条件下进行了数值模拟,并进行网格无关性分析。然后应用Schnerr-Sauer空化模型进行空化数值模拟,将计算结果与试验结果对比,验证计算结果的准确性。与实验数据进行比较发现,使用现有方法可以较好地模拟推力... 首先对PPTC螺旋桨在无空化流条件下进行了数值模拟,并进行网格无关性分析。然后应用Schnerr-Sauer空化模型进行空化数值模拟,将计算结果与试验结果对比,验证计算结果的准确性。与实验数据进行比较发现,使用现有方法可以较好地模拟推力系数和扭矩系数以及片空泡分布,但无法充分模拟梢涡空泡现象。故提出了一种新的网格划分策略,将螺旋管区域加密与基于气体体积分数的网格自适应技术相结合,可以成功地模拟出PPTC螺旋桨尾部的梢涡空泡,并捕获到空化涡管卷起的现象,更精确地获得了流场的空化模式。 展开更多

关键词 PPTC螺旋桨 梢涡空泡 网格自适应技术 气体体积分数

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大型抓斗挖泥船钢桩定位系统的三维设计

17

作者 刘加志 余龙 +2 位作者 赵永生 万浩 杨启 《中国海洋平台》 2017年第1期33-41,共9页

为某200 m^3级抓斗挖泥船设计钢桩定位系统,利用UG软件对其进行了三维建模,使用有限元分析软件MSC.Patran/Nastran对钢桩定位系统进行结构分析,研究钢桩及桩套的静结构强度、稳定性和动态响应。

关键词 抓斗船 钢桩台车 三维设计 结构分析

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引水隧洞检测水下机器人运动控制研究 被引量：2

18

作者 朱轲涵 黄博伦 杨启 《海洋工程装备与技术》 2023年第1期32-39,共8页

针对引水隧洞检测过程中的水下机器人自主运动控制问题,首先将水下机器人在隧洞中的运动控制描述为沿着隧洞中心线的路径跟踪以及与洞壁定距避碰的协同控制;然后,设计了一种基于双环滑模方法的运动控制器;结合实际的隧洞工程检测路线,... 针对引水隧洞检测过程中的水下机器人自主运动控制问题,首先将水下机器人在隧洞中的运动控制描述为沿着隧洞中心线的路径跟踪以及与洞壁定距避碰的协同控制;然后,设计了一种基于双环滑模方法的运动控制器;结合实际的隧洞工程检测路线,将提出的控制方法进行仿真模拟,并与PID控制方法作对比。仿真结果表明,在考虑模型的不确定性、复杂干扰和测量噪声的综合影响下,控制器能够使水下机器人完成对隧洞的自动巡检任务,具有更好的控制精度和鲁棒性,为水下机器人在引水隧洞工程检测中的应用提供参考。 展开更多

关键词 水下机器人 滑模控制 引水隧洞 检测

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应用重叠网格方法的单点系泊FPSO数值模拟

19

作者 庄园 万德成 《江苏科技大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2017年第5期574-578,共5页

浮式生产储油装置系统在深海油气的开发与存储中有着重要应用.其中,FPSO的风标效应以及多浮体旁靠成为值得研究的内容.为了更好地研究FPSO的风标效应及旁靠问题,文中将锚链系统写入了重叠网格模块中.利用基于开源平台Open FOAM开发的具... 浮式生产储油装置系统在深海油气的开发与存储中有着重要应用.其中,FPSO的风标效应以及多浮体旁靠成为值得研究的内容.为了更好地研究FPSO的风标效应及旁靠问题,文中将锚链系统写入了重叠网格模块中.利用基于开源平台Open FOAM开发的具有重叠网格模块的船舶与海洋工程水动力CFD求解器——naoe-FOAM-SJTU,对带有锚链的单点系泊FPSO的运动响应进行模拟和分析,以验证锚链系统在重叠网格模块中的可靠性.文中对只放开一个自由度的带锚链的FPSO进行垂荡衰减运动模拟,并与模型试验进行对比,以验证数值模拟的可行性和可靠性.计算分析的结果验证了利用CFD技术和重叠网格方法对带有锚链的FPSO运动的有效性,同时分析了锚链受力情况. 展开更多

关键词 单点系泊 FPSO 重叠网格 锚链系统 naoe-FOAM-SJTU求解器

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不同水深和锚链布置形式下的浮式储油罐动力响应数值模拟

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作者 许莲 万德成 《江苏科技大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2017年第5期629-634,共6页

随着海洋工程的飞速发展,针对溢油回收的浮式储油罐的应用和分析越来越受到重视.浮式储油罐在不同水深下的锚链布置形式对其运动和动力响应的影响是设计者们尤为关心的问题.文中首先对一浅水(水深=28 m)工况下的3种锚链布置形式的浮式... 随着海洋工程的飞速发展,针对溢油回收的浮式储油罐的应用和分析越来越受到重视.浮式储油罐在不同水深下的锚链布置形式对其运动和动力响应的影响是设计者们尤为关心的问题.文中首先对一浅水(水深=28 m)工况下的3种锚链布置形式的浮式储油罐动力响应进行了数值模拟,然后对更大水深(水深=60,100 m)的不同锚链布置形式分别进行了响应的数值模拟,对计算结果做了分析,并对未来的浮式储油罐系泊形式设计提出了建议.文中采用自主开发的、基于RANS方程的粘性流体求解器naoe-FOAM-SJTU并利用集中质量法求解锚链力. 展开更多

关键词 浮式储油罐 动力响应 系泊系统 naoe-FOAM-SJTU求解器

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