月池共振对超深水钻井船运动性能的影响

为了研究月池内流体共振对船体运动的影响,以一艘超深水钻井船为研究对象,采用三维势流理论计算钻井船月池内自由液面和船体的运动,通过月池内自由液面的运动信息,得到月池各种模态下的共振频率,并以此来检验相关理论和经验公式对月池共振频率预报的准确性。月池底部打开和关闭2种状态下钻井船的运动特性显示,月池的活塞共振运动会显著增加船体的垂荡运动,而月池的晃荡共振运动对船体运动的影响较小。     

带月池深海钻井船摇荡运动性能分析

海上钻井作业过程要求钻井船具备良好的稳定性能,而月池内流体柱的不规则振荡以及钻井船细长的船体外形都将对船体运动性能造成不利影响,从而限制其在恶劣海域的作业适应性。文章基于三维势流理论对带月池钻井船的摇荡运动进行预报,并通过船模试验对预报结果进行有效性验证。在此基础上,提出钻井船摇荡运动衡准值,对钻井船海上作业适应性进行研究,分析月池尺度和形状对钻井船运动性能的影响。     

流速对月池内流体共振影响的数值模拟

本文基于OpenFOAM,对双体船月池中在不同流速下形成的流体共振进行数值模拟。通过与文献中实验和数值结果的比较,验证了该模型的准确性。数值模拟表明,当傅汝德数F_n=0.04和0.08时,流速对共振振幅的影响会减小。当F_n=0.12时,可观察到月池入口附近的速度场与涡流发生显著变化,这导致共振振幅的影响增加。即流速较小时可减小共振振幅,随着流速的增加,月池入口附近区域的流体形态发生显著变化,这种变化会增加对共振振幅的影响。     

月池对钻井船阻力性能的影响研究

  目的  月池是一种从甲板至船底的贯穿船体的开口结构。船舶航行时,月池内流体的复杂流动会给阻力性能带来严重影响。  方法  采用计算流体动力学（CFD）方法对带月池船舶的静水阻力及月池流场进行数值模拟,并对阶梯型与切角型这2种典型月池改进型式的阻力性能进行验证。  结果  结果显示,月池的设置使得船舶总阻力增幅达50.88%,产生的月池阻力与压差阻力的大幅增加值接近,阶梯型和切角型月池对月池增阻的最大降低幅度分别可达80%和40%。流动细节详细呈现了流场内的漩涡运动过程、月池引起阻力增加的规律以及改进型式月池对月池增阻的改善机理。  结论  月池引起的阻力变化与流场内的周期性漩涡运动密切相关,并随航速变化有所差异。阶梯型月池增加了流体运动的阻尼,切角型月池缓解了漩涡对后池壁的强烈作用,能够较好地降低月池引起的增阻。     

波浪作用下钻井船月池内流体水动力性能研究

为了规避钻井船月池内发生共振情况带来的危险,本文采用势流理论和CFD数值模型相结合的方式,对钻井船的水动力性能和月池内流体运动进行研究。在入射波为月池共振周期的情况下,将船体有无耦合运动时月池内流体的不同运动进行比较研究,得出船体运动会增大月池内流体运动的结论。     

月池对钻井船阻力性能的影响研究

钻井船是当前海洋工程装备研发的热点,本文考虑月池对钻井船阻力性能的影响,以某245m钻井船为研究对象,采用CFD软件Fine/marine计算不同航速下月池封闭与开敞时钻井船阻力,同时在江苏科技大学拖曳水池中进行缩尺模型试验。通过观察试验现象结合CFVIEW后处理软件,同时对比数值计算和模型试验结果,研究发现：月池开敞时,船身周边流场发生改变,月池内水流周期性剧烈运动形成压力差,导致钻井船阻力增加幅度在25%～30%左右。本文通过探究月池增阻机理,可为钻井船月池设计提供一定的借鉴和参考。     

带月池超深水钻井船的水动力特性

基于三维势流理论,开展钻井船水动力性能数值计算,完成月池、黏性阻尼对钻井船水动力和运动性能的影响分析,研究带月池钻井船水动力和运动性能特性,以期指导钻井船及其月池的设计。     

基于CFD的钻井船月池流场及附加阻力研究

研究了基于CFD方法的钻井船月池流场及阻力性能。针对某阶梯型月池的钻井船,采用定常方法分析其阻力性能,并与模型试验结果进行比较,分析钻井船月池阻力数值计算方法的可靠性;采用非定常方法模拟月池内流体的非定常流动,分析月池附加阻力产生的原因。计算方法及所得出的结论可为具有月池的船舶阻力性能研究提供参考。     

深海采矿船月池对阻力性能影响的研究

深海采矿船为了减小作业时设备受波浪力的影响而设置了月池,然而月池会影响船舶的航行性能。论文应用RANS方程和VOF处理自由面的数值模拟方法,研究月池对深海采矿船阻力的影响。在拖曳水池中进行了有月池与无月池条件下的模型阻力试验,对数值计算方法进行了验证。然后基于数值方法开展了3种不同形状月池方案下阻力和航行姿态的研究,获得相应的阻力与兴波特性。研究表明,月池会导致采矿船静水阻力增大,模型阻力增加3%～7%,实船阻力增加6%～12%。     

月池对钻井船阻力性能影响研究

针对钻井船海上航行工程背景,考虑浮态变化对钻井船阻力的影响,采用粘性流体力学算法,对某艘有详细实验数据的钻井船在静水中的阻力性能进行计算与分析。通过研究网格划分形式与网格数量等因素对计算结果的影响,确定合理的网格划分方法,提高计算的准确性。之后,对一艘3 000 m深水钻井船进行计算,分析月池形状与航速等方面对钻井船阻力的影响,有较好的实际应用前景。     

深水钻井船水消防系统的设计

深水钻井船水消防系统的设计与常规船舶有较大不同,湿式稳压系统的配置以及为水喷淋系统和泡沫消防系统等其他消防子系统提供消防水的要求,导敛其设计和计算相对复杂。文中以某型人级ABS的深水钻井船为例,论述其水消防系统的设计与计算要点。     

月池对船舶水动力导数影响研究

为了对带月池船舶的操纵水动力进行预报,运用CFD技术和重叠网格技术,以深拖母船为研究对象,数值模拟船舶的斜航运动、纯横荡运动和纯首摇运动。将测得的力和力矩进行处理,分别计算出了月池打开和封闭时的水动力导数。通过对比数值计算结果与势流理论计算结果,验证了该方法的合理性和有效性。通过比较月池封闭和打开时的水动力导数,发现大部分水动力导数都因为月池的存在而有所增加,这为预报带月池船舶的操纵性提供参考。     

船舶裂纹轴非线性振动特性仿真研究

为研究船舶裂纹推进轴的非线性振动特性,本文基于三维有限元单元法建立含有裂纹的船舶推进轴系有限元模型,并研究其模态特性及其单位阶跃非线性振动特性。计算结果表明,由于裂纹的存在,推进轴一阶模态频率将有所下降,并且振型发生较大的变化。在同样脉冲作用下,位移响应峰值将更大,裂纹轴振动频率将有所下降。     

深海半潜式钻井平台运动响应预报与分析

文章以三维势流理论为基础的数值计算和模型试验相结合的研究方法,对一座工作海域为我国南海的深海半潜式钻井平台的运动响应的特点进行分析研究,对设计前期性能研究有较高的参考价值。     

深海船舶导航系统的回波信号研究

应用雷达回波进行深海船舶导航非常必要。本文研究导航系统中的回波信号,并且描述目标船舶的起伏特性、运动情况,最后在含有海杂波和噪声的回波数学模型中进行船舶雷达导航系统的仿真,仿真结果表明,通过船舶综合回波仿真信号可以有效反映起伏情况等船舶的回波影响。     

深海船微弱水压场中的信号测量技术研究

大型船舶在航海过程中会使周围海域压力场发生变化,压力大小与船舶航行速率、吨位大小及气候环境相关,水压场测量技术是舰船动力系统的重要研究领域之一。三元阵列是测量深海领域船舶微弱水压场的主流技术,通过压力传感器采集水压数据,随后进行算法处理,得到的压力值精确度高,且算法实时性较好,得到了较为广泛的应用。本文分析深海船微弱水压测量压力,利用三元阵列技术给出船舶微弱水压场特征值的提取方法,最后进行仿真。     

深水半潜式钻井平台主尺度论证研究

随着当今全球气候环境变化、平台作业水深和钻深的增加、以及平台安全性、作业效率要求等,需要半潜式平台的运动性能、稳性储备、定位性能、可变载荷、总体布局等达到先进水平,而这些性能指标都与主尺度密切相关。研究深水半潜式平台的主要型式、结构组成和发展趋势,论证平台各设计指标参数对主尺度的影响,为半潜式平台方案的主尺度选取提供依据。     

船用测深仪在钻井船的正确安装

随着钻井船航海设备装备水平的不断提高,钻井船均需安装测深仪。文章针对钻井船的特殊结构和特点就安装前的调研,安装过程中的工艺要点及怎样在有限的坞修期间内正确安装好设备做了系统地概述。     

深海水声探测特性研究

为改善水声探测系统的信号检测性能,研究了在深海环境下水声探测的特性.在对浅海和深海声传播特性进行比较的基础上,分析了深海声传播的优越性.通过对不同海洋深度声源的声传播特性仿真分析,证明了深海环境有利于实现远距离声传播.在一定信号接收带宽的情况下,计算了位于深海区域的水声探测系统对安静型潜艇的最大被动水声探测距离,进一步证明了深海环境有利于实现远程水声探测.研究结果为在深海环境下探测安静型潜艇提供了理论依据.