超深水钻井船风载荷预报
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2013年目录摘要《中国造船》54卷第1期(2013年3月)目次学术论文基于CFD模拟的水面船功率性能预报研究······················································吴乘胜赵峰张志荣高雷祁江涛( 1 ) 基于能量优化法的船型快速设计 ·························管官林焰纪卓尚申玫( 12 ) 船体曲面参数化设计新方法 ···········································于雁云林焰纪卓尚( 21 ) 一种新的曲面修改方法在船型优化中的应用 ··········冯佰威刘祖源詹成胜常海超( 30 ) 代理模型技术及其在船舶板架强度和稳定性计算中的应用··········································郑少平陈静程远胜刘均肖汉林詹大为( 40 ) 基于全寿命周期的海洋平台概念设计方法研究 ···················姜哲谢彬谢文会( 52 ) 具有初始缺陷的船体加筋板结构在复杂受力状态下的极限强度研究··············································································张婧施兴华顾学康( 60 ) 长江中下游小型LNG船舶运输发展研究···············王志刚王运龙管官纪卓尚( 71 ) 肥大型船加装水动力节能装置之EEDI计算方法探讨···········孙海素魏锦芳周伟新( 78 ) 应用拟小波法求解旋转轴系动力响应 ·······························李威宋志伟渠鸿飞( 83 ) 环境载荷对自升式钻井平台动力响应的影响······················································张建唐文献苏世杰高超刘仁昌( 93 ) 空心方钢阻振质量结构的阻振效果研究·····················································申华温华兵陆金铭王康乐彭子龙( 101 ) 海底管道相邻屈曲最小间距的控制准则 ···················································刘羽霄( 109 ) 基于UKF联邦滤波的动力定位船舶运动状态估计·····················································孙行衍付明玉施小成陈幼珍谢文博( 114 ) 基于可视图法的水面无人艇路径规划设计 ····································陈超唐坚( 129 ) 基于稳定逆的UUV路径跟踪控制 ··································严浙平迟冬南邓超( 136 ) 干船坞气控式卧倒门起浮过程流动分析 ···························白玉川曹永港慎辰( 146 ) 基于模糊故障树方法的钻井平台井喷概率计算 ······························董海波顾学康( 155 )一种船舶吃水测量系统 ························陈文炜俞汲徐杰姜灿洪陈炼( 166 ) 深水半潜式钻井平台锚泊定位系统安装工艺的研究 ············李东亮王文祥杨风允( 172 ) 新型深水立管提升系统设计及展望 ·································朱晓环李丽娜罗超( 181 ) 动力辅助系统分布式多Agent控制理论与试验研究·································································秦久峰曾凡明陈于涛李杰( 189 ) 船舶中央冷却系统串级控制的建模与仿真研究·································································陈伟智张维竞张小卿唐强( 197 ) 两种船舶电网电压降计算方法的VB程序实现···················陈超君蒋国英( 206 ) 复合材料游艇艇体真空导入成型工艺浇注系统优化研究·············································································杨波金天国王胜龙( 213 ) 船舶电站重载询问功能的设计与实现 ··················严浪涛王丹杨敬东屠富军( 222 ) 研究简报LNG/LPG液舱晃荡研究进展综述···································朱小松谢彬喻西崇( 229 )摘要1. 于CFD模拟的水面船功率性能预报研究论文针对水面船CFD标模KCS,进行CFD计算,模拟实船功率性能预报研究。
肥厚型梗阻性心肌病患者行化学消融术后症状复发再次行化学消融疗效观察李成洋;李占全;苏昊;石蕴琦;罗德锋【摘要】目的:总结肥厚型梗阻性心肌病(HOCM)患者行经皮室间隔心肌化学消融术(PTSMA)术后症状复发再次行PTSMA的近期(≤30天)疗效及安全性.方法:对1998-07至2013-06在我院实施PTSMA治疗术后症状复发患者的临床资料和PTSMA结果进行回顾性分析,总结两次行PTSMA的近期疗效和术中、术后近期(≤30天)并发症的发生情况,探讨HOCM患者行PTSMA术后症状复发再次行PTSMA的疗效及安全性.结果:接受PTSMA治疗的HOCM患者中术后症状复发再次接受PTSMA治疗的患者7例,第一次PTSMA术后比术前静息及早搏后左心室流出道压力阶差(LVOTPG)明显下降[(16.00±16.69)mmHg vs(66.29±27.26)mmHg;(46.43±28.39) mmHg vs (125.71±32.59) mmHg],第二次PTSMA术后比术前静息及早搏后LVOTPG亦明显下降[(12.57±10.94)mmHg vs (60.86±43.65) mmHg;(50.43±35.66)mmHg vs (123.29±42.22)mmHg],差异均有统计学意义(P<0.05~0.001);第二次与第一次PTSMA术前、术后静息及早搏后LVOTPG变化值比较无明显差异[Δ(48.29±36.71) mmHgvsΔ(50.29±25.96) mmHg,P=0.908;Δ(72.86±26.40) mmHg vsΔ(79.29±18.80) mmHg,P=0.609].两次PTSMA手术患者的总并发症发生率无明显差异(P=1.000).结论:在PTSMA术后症状再次复发的部分HCOM患者再次行PTSMA可行.【期刊名称】《中国循环杂志》【年(卷),期】2013(028)008【总页数】3页(P611-613)【关键词】心肌病,肥厚型梗阻性;经皮室间隔心肌化学消融术;复发【作者】李成洋;李占全;苏昊;石蕴琦;罗德锋【作者单位】110016辽宁省沈阳市,辽宁省人民医院心血管内科;110016辽宁省沈阳市,辽宁省人民医院心血管内科;110016辽宁省沈阳市,辽宁省人民医院心血管内科;110016辽宁省沈阳市,辽宁省人民医院心血管内科;110016辽宁省沈阳市,辽宁省人民医院心血管内科【正文语种】中文【中图分类】R541目前经皮室间隔心肌化学消融术(PTSMA)是治疗肥厚型梗阻性心肌病(HOCM)的有效方法[1-5]之一。
全球首座超深水半潜式钻井平台年底交付中油海
佚名
【期刊名称】《国外测井技术》
【年(卷),期】2016(37)4
【摘要】PBN讯全球首座在建的最新一代超深水、双钻塔半潜式钻井平台D901号,今年年底交付后,将为中国石油集团海洋工程有限公司(简称“中油海”)提供
海上能源勘探服务。
中油海与烟台中集来福士海洋工程有限公司近日签署该钻井平台的技术服务合同。
D901号平台由中集来福士完成全部详细设计、施工设计、建造和调试。
平台长117米,宽92.7米,高118米,配备DP3动力定位系统,入级挪威
船级社。
其最大作业水深3658米,最大钻井深度15240米,是目前全球作业水深、钻井深度最深的半潜式钻井平台。
【总页数】1页(P79-79)
【关键词】半潜式钻井平台;海洋工程;中集;动力定位系统;中国石油;入级;施工设计;作业水深;能源勘探;技术服务合同
【正文语种】中文
【中图分类】TE951
【相关文献】
1.中国首座超深水半潜式钻井平台“海洋石油981”号完工 [J], 肖诺;顾卫青(图)
2.中远船务成功交付世界最先进超深水半潜式钻井平台 [J],
3.超深水半潜式钻井平台“海洋石油981”号交付 [J], 无
4.中国首座自主建造深水半潜式钻井平台交付 [J],
5.全球首座十万吨级深水半潜式生产储油平台“深海一号”能源站交付 [J],
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深水半潜式钻井平台防台措施探讨李阳;张威;谢彬【摘要】中国南海台风频发,给海洋油气资源安全高效的开发带来了一定的挑战。
随着近海石油资源的日益减少,未来海洋石油开发将逐渐聚焦深水区。
深水半潜式钻井平台是南海深远海重要的钻井装备。
因中国南海台风强度大且其产生经常出人预料,在某些平台无法紧急撤台的情况下,如何有效避台或减小台风对平台造成的损失是工程设计人员必须面对的问题。
以某座深水半潜式钻井平台为研究对象,详细分析了深水半潜式钻井平台避台原则及防台措施,并讨论了调整平台艏向对减小平台整体受力的影响。
采用三维势流理论和时域耦合分析方法计算平台在不同吃水下的总体性能,分析对平台系泊张力及运动性能的影响,探讨通过改变平台吃水而降低系泊系统的受载,从而避免系泊系统破坏的可行性,最终得到可指导平台操作的结论。
【期刊名称】《海洋工程装备与技术》【年(卷),期】2015(000)006【总页数】9页(P396-404)【关键词】深水半潜式钻井平台;台风;系泊系统;防台【作者】李阳;张威;谢彬【作者单位】中海油研究总院【正文语种】中文【中图分类】TE951台风①是产生于热带洋面上的一种强烈的热带气旋,其经过时常伴随着大风和暴雨。
2004—2005年,墨西哥湾先后经历了3次罕见的4级以上飓风②:Ivan,Katrina和Rita,造成了大量的海洋平台、管线等生产设施的损坏,历时6个月90%的油田才恢复到灾前的生产水平,给墨西哥湾的海洋石油工业带来了巨大的经济损失。
南海属于台风频发的海域,据不完全统计,2006—2008年间,影响南海地区的12~13级台风③和热带气旋不少于30个。
近年来频发的台风等灾害性气候已给海上油气的开发带来了严重的影响。
进入21世纪,世界范围内的气候复杂多变,常常超出人们之前的认识。
南海台风突发性强,强度较大,路径变化多端,而我国对于南海的海洋环境监测和认识还有待加强。
确保海上生产设施安全高效的作业和海上人员的人身安全是我们必须面对的问题。
Transocean超深水钻井船,打开深水新视野(英)[ 时间:2009-06-02 全球石油网关注度:25641 ] [ 加入收藏] [ 字号:大中小]简介:50年前,Transocean 已经采用了先进的海洋钻机,而当Discoverer Clear Leader 号以及其他四艘企业级钻井船出现的时候,Transocean 又打开了一片超深水钻探新的天空。
该钻井船具有模块化动臂钻机(MDDM),保证钻井船更安全高效率,维修起来也更便捷。
该船会打破以前三艘的墨西哥湾最深井记录,努力实现其12000英尺水深的记录,总钻井深度会达到40,000 英尺。
该钻井船由韩国造船公司建造。
For more man 50 years Transocean has introduced advanced offshore drilling rigs, and the advent of the Discoverer Clear Leader and four other newbuild enhanced Enterprise-class drillships brings yet another new horizon to ultra-deepwater drilling.In March, the Discoverer Clear Leader became the first drillship to exit the Daewoo Shipbuilding and Marine Engineering shipyard (DSME) in Okpo, South Korea, where the other four enhancedEnterprise-class drillships (Discoverer Americas, Discoverer Inspiration, Discoverer Luanda, and Discoverer India) are in various stages of construction.Whether it’s the capability of achieving a world water-depth drilling record or constructing the long-reach deep wells anticipated in the future, these five drillships demonstrate the most powerful and robust technologies designed to date.World-class performance targetedTo appreciate the enhanced Enterprise-c lass rigs’ capabilities, consider the Discoverer Deep Seas, one of three existing Enterprise-class drillships that are predecessors to the Discoverer Clear Leader. The Deep Seas holds the current world water-depth drilling record at 10,011 ft (3,053 m) of water set while working for Chevron in the US Gulf of Mexico. On the other hand, the Discoverer Clear Leader, which has a five-year initial contract with Chevron, will be capable of working in up to 12,000 ft (3,660 m) of water and drill wells 40,000 ft (12,200 m) deep, compared with the current industry design limitation of 35,000 ft (10,675 m).Previous world water-depth records were also set by two other Enterprise-class drillships ? Discoverer Enterprise and Discoverer Spirit. And before them, the Discoverer Seven Seas and other rigs set world records, making continuous improvement a company hallmark that the enhanced Enterprise-class units will seek to emulate.The Discoverer Clear Leader features several enhancements, starting with a proprietary dual-activity, high-capacity derrick. This derrick has a 2.5-million-pound hookload capacity and a 1,250-ton Modular Derrick Drilling Machine (MDDM) at each of the two drilling centers, compared to the 2.0-million-pound capacity and 750-ton top drive systems on the Enterprise-class units. The Discoverer Luanda will have a 1,000-ton MDDM as it is not expected to drill the long, deep wells anticipated in the US Gulf of Mexico.Also new for the enhanced Enterprise-class rigs is a hoisting system with an active heave-compensated drawworks in place of the crown-mounted compensator on the Enterprise-class units. Drillers on the Discoverer Clear Leader will use the active heave compensation mode to more finely tune theweight-on-bit to achieve better recovery of cores and improved drilling operations.The MDDM, jointly developed by Transocean and Aker Kværner MH, is designed to operate 10 years between overhauls and is constructed based on a modular design to enable safer and faster maintenance and repairs in the field when needed.Increasing safety, saving timeOther enhancements in the drilling area include better ergonomics and friendlier interfacing between people and the machines used to handle pipe, further reducing the amount of manual interface with equipment. Some drilling operations will be conducted with fewer rig crew on the drill floor, as drillers and assistant drillers more efficiently handle dual-activity operations with Cyberbase technology by National Oilwell Varco (NOV).Inside the drillers’cabin, four “cyber chairs” ? two for drillers and two for assistant drillers ? look out over the drill floor and up into the derrick. Joysticks and touch-screen controls help reduce fatigue as each team of driller and assistant driller works together, simultaneously operating the dual-drilling centers.Taken together, these and many other enhancements increase safety and decrease the time required to complete many operations.A similar approach to improved performance takes place on the port side of the moonpool, where the vessels feature a dedicated subsea tree preparation area. Protected from waves and wind, three full-size, fully assembled trees can be prepared and tested before running them to the sea floor. Using the blowout preventer handling system saves tree-handling time associated with 80- to 100-ton trees that no longer have to be handled in multiple pieces due to weight handling limitations and the space available on existing rigs.Below deck the units will have enhanced drilling and completion fluid capacity and pumping capability. Five 7,500-psi NOV Hex mud pumps, a novel concept designed to enhance performance, versatility, andefficiency in a smaller design pump, are installed on the Discoverer Clear Leader and Discoverer Inspiration. The Discoverer Americas will have four Hex mud pumps. The liquid mud system includes provision for more than 20,000 bbl of liquid storage with multiple pumps and manifolds, giving the capability to segregate water-based muds, synthetic oil-based muds, and completion fluids. A key benefit is that days of operations can be saved when switching from circulating mud to circulating completion fluid and back again.Extra shale shaker capacity is also built into the new rigs with 10 Brandt LCM-3D shale shakers, two more than on the existing Enterprise-class units. If one of the shakers encounters a problem, it can be bypassed using the additional shaker capacity without having to shut down the entire mud processing system.Like their predecessors, the five newest rigs will feature well-testing capabilities in which well-test fluids are designed to flow directly into the hull of the ship instead of a barge tendered by the rig. Each ship’s fluids capacity exceeds 100,000 bbl, with the ability to test wells flowing at up to 20,000 b/d.This capability saves the time and cost of scheduling barges. In addition, the drillships can have thewell-test equipment replaced quickly if fluid-handling requirements change, an enhancement from the Enterprise-class vessels.Step-change improvementAnother improvement in operational reliability and flexibility is the “Sixth-Generation Power and Propulsion System” of the new drillships. It marks a step-change in overall power system predictability and radically raises the reliability and availability of power generation, propulsion, and drilling systems. In short, the system helps prevent electrical faults and then manages the power plant so as to tolerate faults when one might occur, avoiding the possibility of power interruptions on the rig. With the added power system reliability, crews can operate with fewer engines on line and operate the engines at more optimum loads, leading to lower fuel consumption, lower emissions, and less wear and tear on the machinery.Other environmental features include a triple-barrier fluid-containment system that drains and contains separate fluids, a “green” hydraulic fluid biodegradable to more than 95% in seawater, a mechanical skimmer to pick up debris in the moonpool, and fluid-transfer hoses that shut off entirely if they inadvertently loosen during an operation.These and other enhancements are complemented by a comprehensive waste-management program, the company’s Environmental Management System, and Green Team members who championenvi ronmental stewardship on Transocean’s rigs.Environmental performance means more than having state-of-the-art waste compactors; it also means operating more in harmony with nature. For example, the Discoverer Clear Leader and its sister units have an optimized hull, similar to that of the Enterprise-class drillships but improved to enhance motion characteristics, deck-load capacity, and mobilization speed, all within a double-hull design.All of these improvements reflect the tremendous efforts of personnel from Transocean, Chevron, DSME, and dozens of vendors, whose combined expertise totals hundreds of years of the most extensive knowledge in the offshore drilling business.But the best is yet to come.As the Discoverer Clear Leader sails toward its assignment as the first enhanced Enterprise-class drillship, everyone involved is looking to achieve the best possible safety, performance, and efficiency. If the past is any indication of the future for this rig and its sister units, world-class performance is just over the horizon.杨宝剑是振威(全球)石油网的高级技术编辑,在石油技术资讯行业有八年的学识和经验。
自升式平台拖航工况下运动响应预报林海花;孙友杰;张国东;孙承猛;朱亚洲【摘要】拖航工况是自升式平台结构安全评估的重要工况之一,惯性载荷是拖航工况评估中必须考虑的载荷之一,其计算通常依靠假定平台做简谐运动来实现,而这种假定是否可靠是未知的。
为确定拖航工况下自升式平台所遭受的惯性载荷,文中利用SESAM软件及线性势流理论直接数值求解平台的运动响应RAO,并对垂荡、横摇和纵摇进行预报,将预报结果与简谐运动的假定进行比较。
根据比较可知,简谐运动的假定是非常保守的假定。
%Towing condition is one of the most important conditions in the security evaluation of the self-elevated platform, and the inertia load must be considered in this condition. Usually, the calculation of the inertia load is carried out by an assumption of simple harmonic motion for the platform with unknown reliability. For the determination of the inertia load of a self-elevated platform under the towing condition, this paper solves its motion RAOs by the direct numerical method of linear potential theory and SESAM software. The heave, sway and pitch are predicted and compared with the assumed simple harmonic motion, which has been proved to be more conservative.【期刊名称】《船舶》【年(卷),期】2015(000)002【总页数】6页(P20-25)【关键词】自升式平台;拖航;惯性载荷;运动响应【作者】林海花;孙友杰;张国东;孙承猛;朱亚洲【作者单位】中国石油渤海装备研究院海工装备分院盘锦124010;中国石油渤海装备辽河重工有限公司盘锦124010;中国石油渤海装备辽河重工有限公司盘锦124010;中国石油渤海装备研究院海工装备分院盘锦124010;中国石油渤海装备研究院海工装备分院盘锦124010; 哈尔滨工程大学船舶工程学院哈尔滨150001【正文语种】中文【中图分类】U674.38引言自升式平台交付后由拖轮将其从建造场地拖至工作海域的过程,或平台由某一作业海域转移至下一作业海域的过程均称为拖航。
第13卷第3期2013年1月1671—1815(2013)03-0682-04科学技术与工程Science Technology and EngineeringVol.13No.3Jan.2013 2013Sci.Tech.Engrg.石油技术深水钻井中隔水管底部转角及载荷变化规律研究蔚宝华1袁俊亮1邓金根1闫伟1范白涛2刘小刚2许杰2(中国石油大学(北京)1,北京102249;中海石油(中国)有限公司天津分公司钻井部2,天津300450)摘要通过有限单元法建立隔水管模型,分析了三级风、八级风———两种不同风力条件下,顶部张力比和船体偏移率对隔水管稳定性的影响。
计算结果表明:隔水管底部横向载荷随张力比和偏移率呈线性变化。
在张力比增加的过程中,船体的偏移率越大,横向载荷的增加幅度也越大。
隔水管底部转角随偏移率的增加呈线性增长,但随着张力比的提高会迅速降低,然后趋于稳定。
在保证张力比的前提下,风力的增加对底部转角和载荷影响极为有限。
自然条件下,提高张力比是维持隔水管稳定性的有效手段。
本研究对分析深水钻井平台的海底井口稳定性有一定指导意义。
关键词深水钻井隔水导管底部转角横向载荷中图法分类号TE52;文献标志码A2012年9月11日收到国家自然科学基金(51174219)、国家科技重大专项(2011ZX05009—005)资助第一作者简介:蔚宝华(1973—),讲师。
研究方向:深水钻井与岩石力学。
E-mail :yubaohua73@ 。
随着全球能源需求的不断增加,海洋油气勘探已经迈入深水海域,水深大于500m 即为深水钻井,大于1500m 则为超深水钻井。
据2000年统计,全世界水深500m 以下的深水油气田有162个,遍及世界各大海域。
深水油气田蕴含的探明储量占海上油气田探明总储量的12%,另据估计有超过90%的未探明储量潜伏在高风险的水深超过1000m 以下的海底深处[1]。
深水钻井中,作为连接钻井船与水下井口的重要通道[2],隔水管的稳定性对保证安全快速钻井意义重大[3]。
第48卷第1期船海工程Vol.48 No.l 2019 ! 2 S H I P & O C E A N E N G I N E E R I N G Feb. 2019D O I:10. 3961/j.issn. 1671-7953.2019. 01.032超深水钻井船风载荷预报1,、曹凯1,2#曹洪建2(1.中远海运重工有限公司技术研发中心,大连116600#2.必维船级社(中国$有限公司先进技术研究中心,上海200011)摘要:以某超深水钻井船作为研究对象,应用C F D技术对其作业工况进行基于实尺度的风载荷数值预 报,并对1 #140的尺后模型展开风洞。
对数值计算、风洞与A P I规范计算3种的风计算结果表明,数值模拟的计算结果与风洞吻合,而计算的结果则过于保守,且相差最大时分别较数值模拟和风洞试验结果高出55. 98和62. 98。
关键词:钻井船;风载荷;数值模拟;风洞实验中图分类号:U674. 38 文献标志码:A目前风载荷的评估主要有现场实测、风洞试 验、数模拟,以及 计算4种 ,其受到周 的干扰,且 成 ,因此在民船上的 很少[1];风洞试验由于可靠性,常被做为船舶与海工装备动 能与载荷研的段[2],花的周期;随着计算机硬件的发展,基于C F D的数值模拟方了飞速发展,在船 计领域中,基于CFD风 的数值模拟也逐渐成为趋势[3];然而,在项目的实际运 ,泛的仍然是 计算法[4],计算 、快。
现有的 关于风洞 、数值模拟 及规计算风 报结果之间的两两对 常规船型及海洋 为 对象[5-],而关于 水船的风 则鲜见报道。
船作 域 大陆且 为 ,常年受风浪流的联合作用影响。
为 确地预报该类型钻井船的风载荷,分别通过实船尺度数值模拟和船模风洞试验的方 对钻井船的风 报,2种报的结果与 计算结果 对比分析。
收稿日期$2018 -09 -25修回日期$2018-11-05基金项目:工信部项目(工信部联装[2016 ]24号)第一作者:张利军%1977—),,博,高级工程师研究方向:船与海洋工程计文章编号$1671-7953(2019)01-0137-051研究对象及计算工况第七 船作为研究对象,其主要参数 见表1。
表1钻井船主要参数信息总长A o a/m238垂线A pp/m233船宽?/m43.4作业吃水B/m10.5计风(作工况)/kn70对 船的上分船及上建筑建模,为 计算效率,将次构适 化,所形成的三维几何模型见图1。
个模型共分为12个部分,编号从P1〜P12,各部分的详细名称 见表 2。
表#几何模型各部分名称P1船P7艏部右舷吊车P2生活区P8右舷吊车P3井架P9右舷燃烧臂P4基座P10井架前部模块P5卸货P11后模P6炬塔P12模1372风载荷的数值模拟为评估钻井船在作业工况下的受 况,以作业吃水10. 5m,风70 kn作为计算 ,同时 为 因模型尺度差异形成的尺度效应,各工况下的数值模拟 尺度模型。
2.1标系向 义坐标系原点L位于船 面、中横面及水线面的 ,1: 线面指向船艏,E 向右舷。
水上分承受的风作 表示为:纵向力7与I轴方向一致,侧向力7与E轴 向一致。
风 计算 12个风向角,风向角为0°〜360°,角隔为30°。
风向角逆时 针旋转定义见图2,0°表示船艏迎风,90°表示右 舷横向来风。
图2风向义2.2划分创建 计算域,计算域 2 400 m,宽1 800 m,800 m,船模置于计算域底部。
为 风向角计算,将计算域分为外域和内域,风洞 原 域创建为可旋转的圆柱体,可通过内域旋 风向角计算。
风向固定沿着I:向,通过旋转计算域 的船体,船迎风风向(0°〜360°。
风向况下,网格数目 ,网格数在4 000万。
图3所计算域格在船体周围的圆柱置有网格加密区,船 面设置边界 格,参考E =60。
图3船体表面网格划分示意2.3湍流模型及边界条件数值计算采用RANS模型框架下的S S T I -!模型,模型中I和!的输运方程[8]分另[J为式中:N、N为 分量;C为湍流动能生成项;+为湍流黏 数;Q为流体黏 数;〇为坐标轴N方向上的 分量;#为 变率张量; 7为混合函数;^、"、P、$!、$!2为湍流模型常 数。
边界 置见表 3。
表3$边界条件边界面边界右侧边界速度人口左侧出口边界压力出口底部边界无滑移壁面船体表面无滑移壁面两侧和边界对边界采用高度变化的风速剖面,风速剖面参考 NPD,的相关规定[9],定海平面上z处风速〇(R为O(R# 〇[1 +a n!0⑶C# 0.573 /1 + 0. 15 O0⑷式中:〇0为海平面上10 m高处的时均风速,这里取 计风速70kn。
U/(m •s_1)图4风速剖示意($=70 kn)2.4风 计算时,对上部分的整个模型沿水平方向的受 况 ,检结果见图5。
为分析各部分结构对风 的贡献,对建模过程 分的12部分模型分 受力的检测,138图5风载荷纵向力、侧向力以及合力随风向角的变化各部分在纵向力和侧向力上的贡献值在图6中描 述#图5中的计算结果显示,风载荷纵向力7在 风向30〇,150〇,210◦和330◦时最大,侧向力7在 风向角60◦和3〇0〇S大,而合力7合也在60〇和300。
度达 大值。
图6上建各部分对风载荷的影响由图6可见,具有大迎风面积的船体(C)、井架(C&和船艏生活区(P11 &为风载荷主 要来源。
以风向角60。
为例,P1、P3和P11对风载 荷纵向力的贡献量占比分别为-27.88)34. 18和42.08,对风 侧向力的贡献量占比分别为33.48,22. 98和 7.48。
风压力系数1的定义如下。
随着风向角度的变化,船体表面的风压力系数的云图分布变化较大,由构件迎风面上压力分 布大 便地辨识该构件是否受到前方构件的遮蔽,承受正压 数越大且分布 匀说明前方构件对该构件的影响 。
3 风洞试验3.1风洞在中国船 回流低速风洞 ,段 8.5 m,横面正八角形(面积7.875 m2)。
风速3〜93 m/s连续可。
为 船正浮 作业下吃水为10.5 m的风 ,风向角0◦〜360◦,间隔30。
,工的模型放入风洞中,测量参数为钻井船模型的风 。
3"试验原理风洞中模型试验规程'9T0(,满足以下相似准则。
1&几何相似。
模型按等缩尺比(1:140)制 作,满足几何相似。
2&运动相似。
模型风向角度与实船情况一 致,满足运动相似。
3&动相似。
大量模型 表明,的验风速就能 与 原型相似的流动 ,此继 诺数,流动数基 持变。
通过变雷诺数 定的 诺数为1.82 X106,满足动力相似 。
3.3分析风洞 计算与数值模拟结果对比见表4。
由表4可见,风 数值计算结果与风洞试结果大 势一致。
除风向角为0°时的风载合力数值计算结果较风洞 结果偏大,其角度下数值计算结果均偏小,相之下风洞:的结果更偏保守。
两者差异在90°风向角下达到 大为22. 58,其他对比差 在208,且大部分的差 在108附近,表明实尺度的风数值模拟计算 基本能够满足工程 需。
4风载荷的规范计算根据API'11 ]计算方法对70 kn风速下的船风 计算,通过 船结构离散成多个构件模块,再叠加各组成构件的的风 。
计算结果分 与 数 模拟结139表4风洞试验计算结果与数值模拟结果对比k N风向角数值计算结果风洞试验结果差异度/(。
)777合777合合力对比/8 0-218 716 2 187-195 2351 95312.030-280 9 3 5494 526-275 7 4 0094 865-7.060-118 8 6 504 6 612-158 27 1217 295-9.490-199 5 905 5 908-3397 6137 621-22.51201 543 5 396 5 6121 639 6 635 6 835-17.9150 2 836 3 1154 213 2 991 3 6444 714-10.6180 2 041-42 2 041 2 174-61 2 175-6.1210 2 802-339 84 404 3 018-358 74 687-6.02401 490-547 5 5 6741 634-658 3 6 783-16.3270-31-613 5 6 135-270-745 27 457-17.7300-111 4-643 6 6 532-167 4-693 57 134-8.4330-270 8-382 84 689-273 0-390 04 761-1.5果、风洞试验结果进行对比,见表5。
计算的结果明显大于后2种风载荷预报结果,最表5风载荷规范计算结果与数值模拟和风洞试验对比为保守。
风向角/(。
)风载荷合力7合/k N差异度/%规范数值风洞规范与数值规范与风洞计算模拟试验模拟对比试验对比0 3 181 2 1871 95345.562.930 5 795 4 526 4 86528.019.1607 848 6 6127 29518.77.6907 672 5 9087 62129.90.71207 848 5 612 6 83539.814.8150 5 795 4 213 4 71437.622.9180 3 181 2 041 2 17555.946.3210 5 795 4 404 4 68731.623.62407 848 5 674 6 78338.315.72707 672 6 1357 45725.1 2.93007 848 6 5327 13420.110.0330 5 795 4 689 4 76123.621.7由表5可见规范计算结果较数值模拟和风 洞试验结果均大,差别最大的2个工况点分别是 风向角0°和。
在0°风向角时规范计算结果较风 洞试验结果高出62. 98$ 180°风向角时规范结果 较数值模拟结果高出55. 98。
迎风和顺风状态 下规范计算的结果偏大的最多,一方面说明船舶 在迎风和顺风状态下上层建筑的相互遮蔽最为明 显,另一方面也反映出规范计算方法并不能充分 考虑到上层建筑各部件间前后遮蔽效应的影响。
观察规范计算结果与风洞试验结果从0° ~180° 以及180°. 330°风向角两者的误差均呈现先减 小后又增加的趋势,且在90°和270°2个风向角下 误差达到最小。
从整体来看,规范计算结果最大,风洞试验结果次之,数值模拟的结果最小,且规范5 结论1&由于在CFD数值模拟中,计算模型为刚性 固体,固定无自由运动,也不会发生振动,以及风 洞试验中尺度效应的影响、风剖面模拟存在误差 等原因,数值模拟与风洞试验的风载荷预报结果 难免存在差异,但从整体来看数值模拟与风洞试 验结果吻合较好,具有较好的计算精度。