参数化技术在船舶结构CAD中的应用研究

本文介绍了参数化技术的基本原理，讨论了参数化图形技术在计算机辅助船舶结构设计应用中存在的问题，提出一些处理方法，并进行了实例应用，从中总结经验。

起重船波浪载荷直接计算与规范计算比较研究

采用基于三维频域线性水动力理论的波浪载荷计算软件Wave Loads Calculation System对1 600 t全回转浮吊船进行了波浪载荷计算(主要指垂向弯矩与剪力),得到不同工况下载荷分布的特点。并将计算结果与中国船级社《钢质海船入级规范》中的规范计算结果进行了比较。研究表明:起重船由于其船型、质量分布和载荷工况不同于运输船,规范计算公式无法对其波浪载荷做出合理评估,而采用直接计算方法,能够根据装载状态,较为准确和详细地预报船体波浪载荷及其分布。

基于ALE的矿粉货物液化晃荡问题并行数值模拟

含水量较高的矿粉货物在海上运输过程中易出现液化,形成自由表面并使晃荡现象加剧,严重威胁船舶运输安全。针对船载液化矿粉晃动和舱壁冲击问题,采用ALE有限元方法对其进行了细致建模和计算模拟,从三维角度考察了在船舱一定装载率和运动状态下液化矿粉的晃荡现象和特性;同时,借助不同仿真软件,对计算结果的合理性和准确性进行了相互比对和分析。模型求解借助了高性能计算资源,以解决问题求解时间长和多组计算工况带来的大规模计算需求;结合所建计算模型特点和流固耦合特性,研究了多核环境下两种不同区域分解策略和实现方式,通过并行计算性能数据比较分析,以探求更为合理的并行加速策略。

红土镍矿流态化特性的模型试验研究

通过室内小型振动台模型试验,对船载红土镍矿的流态化特性进行了研究。基于数字图像采集和分析,揭示了红土镍矿流态化的演化过程。分析了含水率、加速度等因素对红土镍矿流态化特性的影响以及孔隙水压力和含水率在流态化过程中的变化规律。试验结果表明:水分迁移是造成红土镍矿形成流态化的主要原因;含水率是影响红土镍矿流态化发生的关键因素,建议实际运输中控制与本试验相同的红土镍矿含水率在31.0%以下;加速度大于某一临界值时,加速度对红土镍矿流态化特性才有较大影响。研究对减少红土镍矿在船运过程中流态化风险有重要的意义。

液化镍矿砂晃荡与船舶运动的耦合影响

为研究矿砂运输船上货物的液化流动机理及该类型船的倾覆机理,以某镍矿砂运输船为研究对象,对液化镍矿砂晃荡与船舶运动的耦合影响进行研究。对均舱装载下船模的运动响应进行试验研究后发现,液化镍矿砂的晃荡移动会引发货物偏载和航舶横倾累积,最终导致船舶倾覆沉没;而通过添加纵舱壁可以避免这一现象发生。液化镍矿砂会对船舶运动响应产生类似"减摇水舱"的耦合影响。作为比较,对隔舱装载工况进行试验研究,发现在隔舱装载工况中没有明显的货物偏载和船舶横倾现象。该试验说明,隔舱装载会大大减小横摇运动幅值及因偏载产生的横倾角,加大船舶进水角裕度,有利于船舶在海上安全航行。

模块化技术在船舶结构CAD中的应用

研究探讨在船舶结构CAD支撑下 ,在结构设计中通过合理模块划分 ,以模块为对象展开结构设计 ,以加快设计进程 。

参数化技术在船舶结构 CAD 中的应用研究

介绍参数化技术的基本原理，讨论参数化图形技术在计算机辅助船舶结构设计应用中存在的问题，提出一些处理方法，并进行了实例应用，从中总结经验，以供船舶结构ＣＡＤ的进一步发展作借鉴。

船体扭转强度可靠性分析

本文用随机迁移矩阵法结合改进的一阶二次矩法,计算船体扭转强度的可靠性指数,计算结果表明,该方法有较高的计算效率,所需计算机内存小,方法收敛性好。

深水海域非通航孔桥梁防撞数值模拟

结合深水海域桥梁的防撞研究特点,依据桥区环境特点及非通航孔的防撞要求,有针对性地提出适合深水海域桥梁的防撞方案,考虑采用小水线面浮式拦截系泊体系来保护大桥的非通航孔桥墩。该防撞体系具有更好的耐波性和对恶劣海况的适应性,采用数值模拟计算与物理模型试验相结合的方法分析深水海域桥梁的防撞问题,分析体系的环境适应性,并研究该体系在船舶撞击下的有效性。通过比较分析发现,数值模拟计算结果与物理模型试验数据基本吻合,可确保深水海域桥梁非通航孔防撞方案设计的可行性,为在实际工程中应用提供技术储备。

海运红土镍矿的动三轴试验研究

利用动三轴仪,对船载散装红土镍矿的动力特性进行了试验研究.通过对振动双幅应变曲线和累积孔隙水压力曲线进行分析,探讨了含水量、动应力、固结度等因素对红土镍矿动力特性的影响.结果表明:含水量是影响红土镍矿动力特性的关键因素,且镍矿存在临界含水量,超过该临界含水量,红土镍矿的动力特性会发生突变;当动应力小于某一临界值时,动应力对镍矿动力特性影响有限;另外增加固结度可以提高红土镍矿的动强度.研究结果可为进一步分析镍矿流态破坏提供理论基础.

船载液化矿粉晃荡特性的数值仿真与实验研究

近年来,以镍矿粉为代表的易流态化货物在海上运输中由于矿粉随船舶持续晃荡形成液化流动导致沉船的事故时有发生。本文首先基于常见船舱结构尺寸建立三维船载液化矿粉数值模型,然后利用高性能计算机和CFD软件Fluent模拟分析数个周期内矿粉随船舱横摇时的运动变化规律,并对更长时间内矿粉货物受晃荡影响产生单侧堆积现象加剧趋势进行模拟分析。此外,通过室内小比例模型进一步考察研究液化矿粉晃荡的形成过程,并通过实验数据和对应小比例数值模型计算结果的对比,对研究手段和数据的准确性进行相互验证。研究结果旨在为矿粉货物的远洋运输安全和相关沉船成因分析提供依据和参考。

破损船舶结构校核方法研究

船舶破损属于危险状态,快速准确地校核破损船舶结构强度对于应急救援等工作有着重要意义。以某散货船破损工况为例,分别采用等值梁法与有限元法评估破损船舶的结构强度。计算表明,传统的等值梁法未能真实反映船舶破损后的变形及横向构件的应力,具有一定的局限性,有限元法则弥补了此项不足,该方法可为今后船舶破损的计算分析提供参考。

深水半潜式支持平台靠泊海洋生产平台碰撞场景

以典型的深水半潜式支持平台为研究对象,利用水动力分析软件SESAM探讨平台在不同吃水、波浪条件和碰撞方向对最大碰撞速度的影响,得到波浪与速度的关系。与船舶的经验公式进行对比可知:波浪对速度的影响较小,可为海洋平台靠泊碰撞风险评估提供一定价值的参考。

桥梁防撞研究技术与方法

针对桥梁防撞研究这一工程界的热点问题,概述了桥梁防撞研究的一般方法和思路,简述了船-桥碰撞力学的计算方法和船撞桥的风险概率分析方法,同时结合上海长江大桥工程,对主通航孔桥墩进行了防撞力标准和防撞方案研究。利用非线性有限元分析技术,对桥墩设计的防撞方案进行了性能分析,验证了防撞设施的有效性。

船舶-桥墩碰撞与防护计算

简述船 桥碰撞有限元动态模拟计算原理和实际应用的关键问题,通过5万吨船首碰撞桥墩的计算示例,说明结构模型化的过程、碰撞中力和能量的时间历程和结构的损伤情况,分析防撞装置的作用。

嘉绍大桥主墩防撞设施结构方案研究

以嘉绍大桥主墩的防撞设计为背景,比较了浮式消能防撞钢套箱和固定式消能防撞钢套箱2种桥墩防船撞方案。由于固定式套箱方案具有自身强度好、适应恶劣水文条件能力强、阻水面积小、防撞效果好和经济实用等特点,最后选作嘉绍大桥最佳防船撞方案。利用有限元分析技术对桥墩设计防撞方案进行了防撞性能分析,验证了防撞设施的有效性,为类似工程防船撞设计提供借鉴。

桥梁上部结构防船撞研究

船舶撞击桥梁上部结构是船撞桥事故模式之一,其撞击特性与撞击桥墩特性相比有所不同。现着重研究了船舶撞击桥梁上部结构的风险分析、撞击力、防撞保护等技术问题,并提出设置警示设施、AIS系统建设、拦截、红外线监测、警戒等防护措施,供通航安全部门参考。

基于耐撞性的半潜式支持平台防撞结构

为防止深水半潜式生活支持平台在近距离靠泊时意外碰撞工作平台导致其连接栈桥基座损伤,针对基座结构设计2种抗撞防护结构方案,并进行数值仿真分析。结果表明:在典型碰撞工况作用下,全维护防护套箱方案的设计效果较好,达到了保护基座结构不受撞损的目的。由2种方案的结构设计和计算对比可知:在设计抗撞防护结构时,合理的结构布置和材料运用可大幅提高结构的吸能耐撞性能;在分析结构抗撞性能时,耐碰撞指数和能量吸收率是重要参数,可直接体现结构的防撞吸能效果。

涌浪作用下浮吊安装钢塔安全性评估研究

港珠澳大桥江海直达船航道桥钢塔高达106m,重约3 100t,采用3200T"长大海升"与2200T"正力"浮吊船整体吊装。为研究涌浪作用下船舶的安全性,基于多浮体水动力干扰理论和系泊系统时域分析理论,采用水动力分析软件HydroSTAR和锚系泊Ariane8建立相应三维面元网格模型,选取最不利工况,对特定涌高在不同周期下船舶的横摇、纵摇及垂荡统计值,系泊线受力,以及钢塔2个吊钩处的相对运动幅值进行分析。结果表明:"长大海升"与"正力"的最大横摇单幅值分别为2.2°、3.0°,最大垂荡单幅值分别为0.59m、1.13m,纵摇角度很小,所有系泊线最大受力安全系数分别为2.54和1.80,钢塔上2个吊钩处的相对运动最大单幅值为2.3m;2艘船运动统计值均满足要求,系泊系统安全可靠,确定作业限制条件为涌高0.8m,周期14s,风速8m/s。

一种新型原油输送装置的应用模式

对一款全新概念的深水动力定位原油输送装置CTV(Cargo Transfer Vessel)进行分析。该装置配置有动力定位(Dynamic Positioning,DP)系统和原油转驳输送系统,利用DP系统的全方位推进功能牵引超大型油船(Very Large Crude Carrier,VLCC)等常规油船执行相对于浮式生产储油卸油装置(Floating Production Storage and Offloading,FPSO)的机动系泊定位,通过大口径输油软管将FPSO上的原油转驳输送至VLCC等常规油船上,实现离岸深水FPSO的原油外输。从模式特点、功能配置和操作流程等几个方面分析这种新型原油输送装置的应用模式,为相关专业人员提供参考。