系泊系統時域計算的案例
STAR-CCM+系泊問題：漂浮式海洋牧場養殖裝置系泊系統設計
在系泊方面，KIM等[4]針對一種FPSO進行系泊系統時域耦合，分析了不同風浪下的浮體運動響應和系泊動力分析，并與試驗數據作對比。TANG等[5]通過建立網箱的時域數值模型，分析破損系泊系統下網箱的運動情況及系泊力的變化。LIN等[6]通過AQWA軟件對半潛式浮式平臺進行水動力性能及系泊系統分析，并研究了系泊對平臺水動力的影響。結合前人所研究的結論，馬勇等[7]考慮了水輪機、風力機與平臺的相互作用；郭小天等[8]針對潮流能發電裝置在各種外載荷下的運動性能，合理地設計了適用于潮流能發電站的彈性索-錨鏈組合系泊系統。周丙浩等[9]利用Fortran對AQWA進行二次開發，研究風力機、水輪機與平臺的耦合運動效應。
本文以“海洋漁場1號”為母型設計了一型半潛式海洋牧場養殖裝置，結合海洋能源利用和漁業養殖，在海洋牧場上安裝風力機和潮流能水輪機。根據平臺結構設計的2種系泊系統，利用間接時域分析法進行時域水動力性能的分析。研究成果可為海洋牧場系泊系統設計提供有效依據，為未來海洋牧場與能源綜合利用平臺的設計建造提供參考。
01
計算理論及模型
1.1 時域計算方法
對于研究浮體在波浪下的運動問題，首先需要求解流場速度勢[10]。通過線型疊加入射勢、輻射勢及繞射勢，以此來表示浮體周圍流場的總速度勢：
式中：Φ1(x,y,z,t)為入射波速度勢；ΦR(x,y,z,t)為輻射速度勢；ΦD(x,y,z,t)為繞射速度勢；(x,y,z)為流場中的位置坐標；t為時間。
展開 ANSYS AQWA系泊分析：漂浮式海洋牧場養殖裝置系泊系統設計
在系泊方面，KIM等[4]針對一種FPSO進行系泊系統時域耦合，分析了不同風浪下的浮體運動響應和系泊動力分析，并與試驗數據作對比。TANG等[5]通過建立網箱的時域數值模型，分析破損系泊系統下網箱的運動情況及系泊力的變化。LIN等[6]通過AQWA軟件對半潛式浮式平臺進行水動力性能及系泊系統分析，并研究了系泊對平臺水動力的影響。結合前人所研究的結論，馬勇等[7]考慮了水輪機、風力機與平臺的相互作用；郭小天等[8]針對潮流能發電裝置在各種外載荷下的運動性能，合理地設計了適用于潮流能發電站的彈性索-錨鏈組合系泊系統。周丙浩等[9]利用Fortran對AQWA進行二次開發，研究風力機、水輪機與平臺的耦合運動效應。
本文以“海洋漁場1號”為母型設計了一型半潛式海洋牧場養殖裝置，結合海洋能源利用和漁業養殖，在海洋牧場上安裝風力機和潮流能水輪機。根據平臺結構設計的2種系泊系統，利用間接時域分析法進行時域水動力性能的分析。研究成果可為海洋牧場系泊系統設計提供有效依據，為未來海洋牧場與能源綜合利用平臺的設計建造提供參考。
01
計算理論及模型
1.1 時域計算方法
對于研究浮體在波浪下的運動問題，首先需要求解流場速度勢[10]。通過線型疊加入射勢、輻射勢及繞射勢，以此來表示浮體周圍流場的總速度勢：
式中：Φ1(x,y,z,t)為入射波速度勢；ΦR(x,y,z,t)為輻射速度勢；ΦD(x,y,z,t)為繞射速度勢；(x,y,z)為流場中的位置坐標；t為時間。
展開 船舶自動系泊系統最新發展
智能船舶的發展已經成為世界范圍內船舶工業和航運領域發展的熱點，實現船舶智能化的最后一步就是實現船舶自動系泊，磁力式自動系泊與真空式自動系泊因其獨特的優勢被認為是最具應用前景的兩種自動系泊技術。下面從原理、優缺點、產品等方面詳細介紹磁力式自動系泊系統與真空式自動系泊系統，并與傳統的纜繩系泊進行對比。
自動系泊是船舶完成自動靠泊控制后的重要步驟。傳統的船舶系泊方式是用鋼絲或尼龍纜繩將船舶固定在碼頭上，系泊作業時需要一定數量的帶纜工人或帶纜艇。這種依靠系纜工人的傳統系泊方式，工作強度大、效率低、環境差，作業難度大，存在脫纜、斷纜等安全隱患。近幾十年來，海上運輸的發展趨勢是增加船舶尺寸和專業化碼頭的作業，這意味著離岸港口和系泊系統必須面對更具有挑戰性的風、浪、流等條件。自動系泊技術的應用將極大地改善碼頭工人帶纜、系纜的工作強度，解放生產力，讓航運全程無人化的步伐再次向前邁進一步。在目前的科技水平下，磁力式自動系泊技術與真空式自動系泊技術被認為是實現自動系泊系統的兩種主要技術手段。纜繩系泊、磁力式自動系泊與真空式自動系泊如圖1所示。
圖1 纜繩系泊、磁力式自動系泊與真空式自動系泊
磁力式自動系泊
1.工作原理
磁力式自動系泊系統由基座、控制箱、機械臂、液壓缸、磁力吸盤、位移傳感器與三向力傳感器組成。船舶靠泊過程中，位移傳感器測得其位置，經控制箱計算后，自動控制各液壓缸，從而控制機械臂和磁力吸盤對船舶進行減震和系泊。
展開 非對稱半潛式起重平臺系泊系統特性研究
摘要: 針對一個具有非對稱下浮體結構的新型半潛式起重平臺，基于三維勢流理論，采用水動力計算軟件Aqwa，根據系泊系統設計標準，對該平臺的懸鏈式系泊系統進行布置并進行3h時域系泊模擬。考慮3種不同的風浪流海況，研究此平臺的系泊系統特性。研究發現8根系泊纜方案較12根系泊纜方案更為經濟且能滿足性能要求，最后針對8根系泊纜方案選取了5種懸鏈松弛度，對比找出最佳松弛度，發現最佳松弛度為7.5。
關鍵詞：非對稱半潛式起重平臺；勢流理論；系泊系統；懸鏈松弛度
0 引言
半潛式平臺擁有優良的運動性能，在海上石油勘探、開采方面得到了廣泛的應用[1–2]，半潛式起重支持平臺在海上石油開發過程中有著不可替代的作用[3]。
本文研究的新型半潛式起重平臺（非對稱）（見圖1），與傳統的半潛平臺結構上有很大區別。結構關于中縱剖面非對稱，2臺起重機同時安裝在大浮筒一側，雙機同時作業時能有效靈活地調節起重平臺與被安裝平臺的距離，顯著提升作業效率。箱型上層單元主要是居住單元，艙室可容納750人[4]。平臺總排水量58206t，主浮筒長為137.75m，寬19.5m，高12m；副浮筒長為122m，寬13.5m，高12m。與之相對應的，主支柱長為22.5m，寬19.5m，高18m；支腿支柱長為16.5m，寬13.5m，高18m。箱型上層船體總長為81m，寬81m，高12.8m。平臺的具體主尺度參數如表1所示。
半潛式平臺系泊系統特性研究對于平臺及系泊的結構設計和性能優化具有重要意義。因為時域迭代的方法計算時間較長，為了做到平衡精度和效率，文獻[5–8]提出了一些有效的完全耦合計算方法。
展開 
CALM式單點系泊系統型簡介
在海洋工程中，單點系泊系統主要有兩種作用：一是被用于定位系泊浮式生產儲油裝置 FPSO(Floating Production Storage and Offloading System)，二是被用于外輸原油終端。與固定碼頭相比，單點系泊的最大特點即系泊方式是“點”，也就是大型油輪或超大型油輪可以系泊于近海海面上的一個深水“點”，然后進行裝卸貨操作。單點系泊系統基本上可分為懸鏈浮筒式系泊系統(CALM，catenary anchor leg mooring)、單錨腿式系泊(SALM)、軟剛臂式系泊系統（SYS)、內轉塔式系泊系統（IT)和外轉塔式系泊系統（ET)五大類。本文主要介紹CALM單點系泊系統。
國際上第一個懸CALM單點系泊系統，是1958年由美國IMODCO公司為瑞典皇家海軍在瑞典達拉羅港設計和建造的。這是一個具有特別用途、能夠系泊3000噸船舶的系統。40多年來，隨著近海石油勘探開發和海上運輸業的發展, CALM單點系泊技術的發展十分迅速。目前，這種技術已作為一種成熟的海上中轉、倉儲、過駁技術被世界各國競相采用。
CALM單點系泊系統通常由一個能夠漂浮在海面上的浮筒和鋪設在海底的管道組成。浮筒漂浮在海面上，油輪上的原油通過漂浮軟管進入浮筒后，從水下軟管進入海底管線，輸到岸上的原油儲罐。為防止浮筒隨海浪遠距離漂移，用數根錨鏈將其與海床相連，這樣浮筒既可在一定范圍內隨風浪流漂浮移動，增加緩沖作用，減少與巨輪間發生碰撞的危險，又不至于隨海浪漂走。
CALM系統分為Bogey Wheel CALM、Turntable CALM及Turret CALM三種類型。
展開 單點系泊系統基本設計方法概述
單點系泊系統的絕大多數設備都布置在轉臺上部，主要包括：
絞車：額定載荷滿足漂浮軟管和系泊纜接入作業需求
導航設備：布置霧笛、導航燈和雷達反射器
輸油管路：根據流體輸送能力要求進行設計
系泊器和系纜樁：進行托航和系泊作業條件下的強度校核
電力系統：包括太陽能板和蓄電池箱，為絞車和導航設備提供電力
轉臺上部安裝有保護框架，用于設備的保護。轉臺兩側分別布置潛水員平臺和登船平臺。潛水員平臺布置在輸油管路一側，用于輸油管端與漂浮軟管連接。登船平臺布置在相反方向，用于日常作業船舶的停靠。
圖3 轉臺結構示意圖
（3）系泊纜及錨鏈
系泊系統包括系泊器和系泊纜兩部分。系泊器固定在轉臺邊緣，與系泊纜通過單向接頭相連，系泊纜另一端固定在船上。
圖4 系泊系統示意圖
錨泊系統包括止鏈器、錨鏈、錨樁。通常浮體結構通過均勻布置的6 ~ 8根錨鏈固定。
展開 CALM式單點系泊系統型簡介
在海洋工程中，單點系泊系統主要有兩種作用：一是被用于定位系泊浮式生產儲油裝置 FPSO(Floating Production Storage and Offloading System)，二是被用于外輸原油終端。與固定碼頭相比，單點系泊的最大特點即系泊方式是“點”，也就是大型油輪或超大型油輪可以系泊于近海海面上的一個深水“點”，然后進行裝卸貨操作。單點系泊系統基本上可分為懸鏈浮筒式系泊系統(CALM，catenary anchor leg mooring)、單錨腿式系泊(SALM)、軟剛臂式系泊系統（SYS)、內轉塔式系泊系統（IT)和外轉塔式系泊系統（ET)五大類。本文主要介紹CALM單點系泊系統。
國際上第一個懸CALM單點系泊系統，是1958年由美國IMODCO公司為瑞典皇家海軍在瑞典達拉羅港設計和建造的。這是一個具有特別用途、能夠系泊3000噸船舶的系統。40多年來，隨著近海石油勘探開發和海上運輸業的發展, CALM單點系泊技術的發展十分迅速。目前，這種技術已作為一種成熟的海上中轉、倉儲、過駁技術被世界各國競相采用。
CALM單點系泊系統通常由一個能夠漂浮在海面上的浮筒和鋪設在海底的管道組成。浮筒漂浮在海面上，油輪上的原油通過漂浮軟管進入浮筒后，從水下軟管進入海底管線，輸到岸上的原油儲罐。為防止浮筒隨海浪遠距離漂移，用數根錨鏈將其與海床相連，這樣浮筒既可在一定范圍內隨風浪流漂浮移動，增加緩沖作用，減少與巨輪間發生碰撞的危險，又不至于隨海浪漂走。
CALM系統分為Bogey Wheel CALM、Turntable CALM及Turret CALM三種類型。
展開 【分析實例】南海淺水惡劣環境下單點FPSO系泊系統設計
表3 Ariane 和Orcaflex在典型工況的分析結果比較（系泊系統完整）
Ariane
Orcaflex
系泊系統狀態
完整
完整
FPSO裝載狀態
滿載
滿載
最大偏移 [m]
31.30
35.88
最大張力[Tons]
1007.63
1013.90
最小安全系數
1.72
1.71
使用Orcaflex建立立管-系泊系統時域耦合分析模型。從立管選型分析中可以確定遠端工況時立管最危險，此時環境條件為500年一遇，環境來向為風浪流同向，沿著BetweenLine方向指向FPSO。耦合計算分析進行了5個不同種子的時域計算，結果如表12所示。分析結果表明，系泊系統能夠滿足立管設計要求。
表4 Ariane 和Orcaflex在典型工況的分析結果比較（系泊系統完整）
最大張力[KN]
允許張力[KN]
校核狀態
立管
288.1
4329
Pass
臍帶纜
96.6
500
Pass
最小彎曲半徑 [m]
允許最小彎曲半徑 [m]
校核狀態
立管
6.658
4.94
Pass
臍帶纜
5.150
3.00
Pass
4.結論
針對一艘在中國南海北部水深87m油田工作的新建FPSO設計了單點系泊系統。針對500年一遇的極端設計進行時域動力分析。比較了兩種系泊半徑下系泊系統的性能情況，并進行了立管-系泊系統耦合時域分析。最終給出了如下結論：
1)較淺的水深使得系泊纜懸鏈線特性明顯，其恢復力主要靠躺底鏈提供。
展開 vl李增剛書上時域聲學計算
前幾天做了Virtual Lab的聲學計算，很不錯，有限元邊界元都很好用。做的時候遇到一個問題，對于時域邊界元碰撞傳感器的例子，剛開始按照李增剛書上的步驟做完后看不到云圖，經過仔細琢磨后發現是云圖數值范圍設置不合理，李增剛書上也沒有講，在這里和大家分享一下經驗。
在計算完成顯示云圖后，雙擊數軸，然后將Imposed max設置為1000，Imposed min設置為-1000，這樣云圖顯示就很漂亮了。
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展開 大家注意一下，32位系統，64位系統計算
大家注意一下，32位系統最大支持內存在1.2G左右，64位可以4.8G可以計算大了沒有測試過。不過一般側圍4.8G足夠了
弱電各個子系統的工程量計算方法
注2：若在一個樓層（即一個廣播分區）需要有兩個揚聲器回路，如酒店的客房（或辦公樓的辦公間）與公共走廊需分為兩個回路，則上述的“電纜平均長度”應分別計算，然后再計算出“實際電纜平均長度”，并要注意此時的“水平電纜總根數（即廣播分區數）”需“加倍”。
注3：揚聲器端接容限＝所測量水平距離樓層的揚聲器數量*（客房或辦公室取9，走廊取6）；
4.2 主干電纜計算方法：
廣播主干線纜（通常為ZR-RVS 4*1.0），線纜用量計算方法：
電纜平均長度=（最遠樓層分配箱距離+最近樓層分配箱距離）/2
實際電纜平均長度=電纜平均長度×1.1+(端接容限，通常取6)
電纜需要總數=樓層分配箱總數x實際電纜平均長度 (米)
注：最遠、最近樓層分配箱（廣播分區）距離是從樓層分配箱到廣播中心機房的實際距離，主要取決于樓層高度和弱電井到廣播中心機房的水平距離。
五、多媒體數字會議及擴聲系統
由于本系統設備種類繁多，連接線的類型也多，但數量（長度）并不長，因此本系統的線纜計算方式，建議按照輔材的方式進行報價，并按系統設備總價的1.5～2％計算。
數字會議系統專用聯接電纜應另行報價，計算數量為數字會議控制主機到放置主席機或代表機的實際距離*1.1+(端接容限，通常取3)。
六、樓宇設備監控系統
6.1監控點到DDC箱的各類線纜計算方法：
通常有RVV2*1.0、RVS2*1.0、BVS2*2.5、RVVP2*1.0、RVV8*1.0（用于DDC箱到設備配電箱）等規格。
展開 脫硫吸收塔工藝仿真計算系統
脫硫吸收塔三維建模與仿真計算工具
安世中德針對脫硫吸收塔等環保設備，開發了專用脫硫吸收塔三維建模與仿真計算工具，實現了脫硫吸收塔的快速精確建模、高效計算與結果報告。
脫硫吸收塔仿真計算工具的優勢
■ 三維參數化整體建模
包含塔外形、塔煙氣進出口、噴淋層結構、增效內構件結構等的基于部件的全三維交互式參數化建模；模板中的設計參數和計算參數的對應描述。
■ 實用噴嘴布局工具
可視化噴嘴布局，針對多層噴嘴布置的圓形噴嘴布局和矩形噴嘴布局算法，詳細的噴嘴參數設置，自動生成Fluent腳本文件。
▲ 圖2. 脫硫吸收塔整體三維有限元模型
■ 高度自動化的網格化分
極少的參數控制，生成高質量的六面體主導的模型網格。
■ 友好的面向設計人員的計算設置
數值計算本身固化后置于后臺，工藝設計相關參數置于前臺。
■ 定制化結果顯示
根據實際要求，可以給出塔內不同物理場合不同位置的結果圖顯示，并可以給出客戶關注的數據信息。
■ 自動化生成仿真報告
后臺獲取模型、網格、計算設置、結果后處理等參數，根據客戶要求，自動生成指定格式的仿真報告。
展開 高NA鏡頭系統中的高級PSF計算
眾所周知，光的矢量性質在高NA聚焦情況下起著不可忽略的作用。 在此示例中，展示了通過高NA非球面透鏡聚焦線性偏振高斯光束的案例，并顯示了焦平面中的非對稱PSF現象。 通過檢查焦平面中的電磁場分量，可以發現不對稱性是由相對較強的Ez分量引起的。
摘要
成像系統的高級PSF及MTF計算
虛擬和混合現實>近眼顯示
任務/系統描述
亮點
全部或部分孔徑照明的高級PSF及MTF評價
說明：光源
說明：準直透鏡
說明：聚焦透鏡
說明：探測器
結果：3D光線追跡
結果：光瞳
結果：PSF&MTF
結果：PSF&MTF
結果：光瞳
結果：PSF&MTF
結果：PSF&MTF對比
文件&技術信息
