基于ALE的充气式海上围栏系统气囊单元优化设计

针对充气式海上围栏系统的气囊单元选型,在单层单气室气囊的基础上提出单层多气室气囊、双层多气室气囊两种改进型,建立静水海域中小艇以10、20、30 m/s的初速度垂直撞击气囊中部3种典型拦截场景.基于任意拉格朗日-欧拉(ALE)算法,应用有限元软件LS-DYNA进行数值模拟,通过小艇的最大碰撞力、最大反向加速度、单元失效比等数据,分析单层单气室气囊、单层多气室气囊、双层多气室气囊3种气囊单元对来袭小艇的拦截效果,发现双层多气室气囊的拦截能力最强.借助正交试验进一步优化双层多气室气囊的设计参数.通过优化后的结果发现,优化后的双层多气室气囊的最大碰撞力相比原设计方案提高了9%,显著提高了气囊的拦截能力.

渤海湾冰载荷作用下LNG浮式转接驳结构响应分析

为了分析渤海湾流冰冲击作用下LNG浮式转接驳的结构响应,提高转接驳的抗冰能力,建立非对称式LNG浮式转接驳和平整冰及碎冰有限元模型,基于任意拉格朗日-欧拉(ALE)算法对海冰冲击转接驳进行数值模拟。设置流冰以1 m/s的速度与转接驳成0°、45°、90°的6种碰撞场景,通过数值仿真,得到不同工况下转接驳的塑性应变、流冰的速度和加速度、碰撞力。结果表明:在平整冰作用下,0°、45°和90°工况转接驳片体前端均发生塑性形变,0°时结构损伤程度低于其他两种工况;在碎冰作用下,成45°和90°碰撞时转接驳发生一定的塑性形变,在0°时,结构未受到损伤。研究工作可为冬季渤海湾作业的LNG浮式转接驳结构设计提供一定参考。