【摘 要】
：
过江管道在沉放过程中的动力响应直接影响管道的水下定位、沉放安全性及稳定性等,研究沉放过程中过江管道沉放过程水动力行为具有重要工程价值,可以降低施工风险、提高工程安全可靠性.以南宁市邕江过江管道工程水上施工过程为研究背景,对长大弯曲型管道沉放过程中多个浮体之间的复杂耦合作用、整体沉放系统复杂的动力特性进行了研究.研究应用非线性时域动力分析方法、莫里森水动力理论、水动力多体耦合理论、长大弯管理论等,借助OrcaFlex软件,建立了考虑多体耦合的长大弯曲型过江管道沉放过程水动力数值仿真分析模型.基于数值仿真模型
【机 构】
：
广西大学土木建筑工程学院,南宁530004;广西大学工程防灾与结构安全教育部重点实验室,南宁530004;广西防灾减灾与工程安全重点实验室,南宁530004;广西建工集团建筑工程总承包有限公司,南宁5
论文部分内容阅读
过江管道在沉放过程中的动力响应直接影响管道的水下定位、沉放安全性及稳定性等,研究沉放过程中过江管道沉放过程水动力行为具有重要工程价值,可以降低施工风险、提高工程安全可靠性.以南宁市邕江过江管道工程水上施工过程为研究背景,对长大弯曲型管道沉放过程中多个浮体之间的复杂耦合作用、整体沉放系统复杂的动力特性进行了研究.研究应用非线性时域动力分析方法、莫里森水动力理论、水动力多体耦合理论、长大弯管理论等,借助OrcaFlex软件,建立了考虑多体耦合的长大弯曲型过江管道沉放过程水动力数值仿真分析模型.基于数值仿真模型,运用全耦合方法,进行系统时域仿真计算分析,获取了计算工况下沉管过程管道的动力响应和锚索及吊缆的受力时域图像.对影响沉放过程动力表现的关键施工变量,如气囊放气和管道下放的配合、气囊放气时间、吊缆预张力等进行了参数敏感性分析,根据数值模拟结果提出了施工安全性控制技术及施工建议.
其他文献
本文针对任意形状的纯浮力浮体,在小扰动假设下,建立了上浮运动稳定性的分析方法,给出了稳定性判据.对工程上应用的某钝体浮体,采用RANS方程,并以RNG k-ω湍流模型计算了上浮阻力.然后基于标准k-ω模型来计算其位置水动力,以SST k-ω湍流模型预报其旋转水动力,按准则给出了上浮过程稳定的预判.通过实尺度浮体的水池试验,其稳定性得到了最终验证,也表明了本文稳定性判据可以用于工程设计.
基于旋涡对空化的影响,本文采用考虑旋转修正的SST-CC湍流模型和基于涡识别修正的Zwart空化模型,对喷水推进泵叶轮内部空化涡流场进行数值模拟研究.分析了推进泵在不同空化数条件下的水力特性和空化现象,比较了不同种类涡识别方法在辨识空化涡流中的适用性.研究结果表明,数值计算得到推进泵的扬程、功率和效率等性能参数以及叶轮内的空化现象,与参考实验吻合较好.分析了叶片表面和叶顶间隙附近空化区域内的含汽量特性;针对推进泵叶顶间隙空化涡的辨识研究,对比了压力准则、涡量准则、Q准则、A2准则和无量纲化的Ω准则,揭示了
本文针对试验中的柔性立管涡激振动响应特性问题,使用HHT方法进行分析.首先,将试验中获得的应变时历转化为位移时历,并进行EMD分解,分析确认分解结果的正确性.然后,根据分解结果,统计分析立管涡激振动模态数与流速的关系.之后,使用HHT方法分析立管涡激振动的频率响应特性,获得确认立管振动阶数的方法,在试验中发现“倍频”现象,并总结“倍频”现象分布的流速区间.最终,通过观察立管振动位移的时空分布,获得立管振动的阶数,发现了振型的不对称特性,并分析其导致模态混淆的原因,同时观察到立管振动模态的激励发展过程,并最
船舶的大型化与高强钢在船舶建造中的应用,导致船舶在航行过程中易发生波激振动,增大了船体结构疲劳破坏的风险.目前,基于谱分析的疲劳损伤计算方法是相对较为精确的船舶疲劳评估方法,但此种方法的工作量巨大,给实际应用带来了许多不便.而设计波法的计算效率高,但其累积损伤结果相对偏小,可能给船舶疲劳安全带来安全隐患.本文基于传统的设计波法,提出了一种计及波激振动的船舶结构疲劳损伤计算方法,并用该方法对一艘集装箱船的典型结构进行疲劳评估,给出了各计算热点的累积损伤值.将该方法所得结果与谱分析法和试验计算所得的结果比较可
电解铝一直被认为是高耗能、高污染的行业,属国家环保限制类行业,国内外专家、学者一直致力于电解铝技术的革新,在电解槽结构的技术改进方面进行了大量的探索和实践.本文论述了新型铝电解槽的连续阳极、惰性阴极和分隔法等新技术,结合当前国家提出的碳排放、碳达峰的环保目标,重新定义了节能的概念,以期推动电解铝绿色、数字化发展.
本文采用非定常RANS方法和Spalart-Allmaras湍流模型,结合动网格技术,通过Fluent二次开发平台编写程序代码实现流固信息交换,实现非对称粗糙带单圆柱及串列双圆柱流致振动并行数值计算.主要研究雷诺数在3×104～1.2×105范围内入口湍流强度对非对称粗糙带单圆柱及串列双圆柱流致振动的影响.研究结果发现,入口湍流强度的增大会引起尾涡拉长,使得非对称粗糙带单圆柱和串列双圆柱下游圆柱的振幅比减小,且会削弱圆柱振子的振动偏移现象;随着雷诺数增大,非对称粗糙带单圆柱和下游圆柱的尾涡数量增加,依次出
浮筏系统具有优良的减隔振效果,而筏架性能的优劣起着关键作用.国内外学者多聚焦于筏架结构研究并取得了一定成果,但在筏架刚度调整方面尚未深入研究.传统的浮筏,当某种筏架结构被设计出来后,其力学特性基本不变,因此只能对某一频段激振力起到较佳的隔振效果.实际上对于安装有多台设备的筏架,激振载荷的频率是不同的.本文通过调控筏体局部刚度的方式,设计了一种磁流变弹性体浮筏,研究了在0～1 000 Hz谐振激励下的筏架隔振效果,得到了最优电流控制表,实现了全频隔振.
本文在传统轴承动力学分析模型的基础上考虑了水润滑轴承轴瓦的刚度、阻尼和轴承质量以及可能存在的接触刚度、阻尼,推导了考虑表面粗糙度和轴瓦变形的扰动压力雷诺方程,对比了混合润滑模型与动力润滑模型、弹流润滑模型的轴承动力特性系数并分析其差异,研究了倾角、粗糙度等参数综合作用下水润滑轴承动力特性系数的变化规律.结果表明,最小膜厚比大于某一阈值时粗糙度增加可提高水膜动力特性系数,轴瓦变形会使动力特性系数减小,同时也会扩大使水膜刚度、阻尼获得增幅的粗糙度范围,但削弱了粗糙度对承载方向刚度、阻尼的增幅效果.此外,在承受
本文采用基于RANSE的船舶水动力学CFD求解器,开展螺旋桨模型敞水数值模拟研究,求解器采用基于Laplace权函数插值计算的交界面方法,实现不同计算域之间的耦合计算.以典型螺旋桨模型为对象,研究不同计算方法、网格形式,以及交界面位置对计算结果的影响,通过多方案的对比计算与分析,验证了Laplace权函数插值方法能够提高螺旋桨敞水计算稳定性,保证计算精度.同时给出了螺旋桨敞水性能数值计算的推荐方案,并采用推荐计算方案开展了螺旋桨模型敞水性能计算应用测试,结果与试验数据符合良好,初步建立了基于该水动力学CF
密封圈是水下连接器上的全金属结构,其性能优劣将影响连接器密封功能的实现.为保证密封圈的性能,需要进行裂纹故障对其性能影响的研究.根据水下连接器的两种工作状态,利用ABAQUS有限元法对无裂纹密封圈进行强度计算,通过最大等效应力结果与最大等效塑性应变结果找到易产生裂纹的区域;之后在该区域预置了不同深度、位置、角度的裂纹,探讨了三个因素对密封圈密封性能和结构性能的影响.结果表明:水下连接器金属密封圈在工作时,与毂座的接触面为应力集中区域,处于塑性变形状态,容易产生横向裂纹;裂纹前期对密封圈密封性能影响不大,但