平地造船滑移下水的结构强度校核

以某平地建造的11000 t轮渡滚装船为研究对象,设计了一套船舶滑移下水的操作流程。该流程制定了下水过程中的注意事项,并对轮渡滑移上驳过程中的主船体、下水驳船及牵引眼板等局部结构进行了强度分析,提出了解决下水驳船牵引眼板附近结构失效的措施。研究结果表明:计算得到轮渡船体与下水驳船整体所受最大应力均小于衡准值,满足规范要求;通过采用增加T型材数量的方法对下水驳船局部强横梁结构进行加强,得到最大应力为177.6 MPa,符合规范要求。设计的船舶下水操作流程是合理可靠的。

大型集装箱船燃料舱环段横向浮船坞过驳方案

结合浮船坞和某大型集装箱船燃料舱环段的各项参数,对大型集装箱船燃料舱环段横向过驳至浮船坞的方案进行研究。采用NAPA软件对船舶燃料舱环段横向过驳的浮船坞进行压载水配载,得到合理的横向过驳配载方案;采用PATRAN软件对船舶燃料舱环段横向过驳过程中的3个典型工况(搁置、过驳和落墩)进行有限元分析,验证该横向过驳方案的可行性。结果表明,大型集装箱船燃料舱环段和浮船坞模型在结构强度方面满足衡准要求,且舱段变形在合理范围内,说明该燃料舱环段横向过驳浮船坞方案是可行的。

基于MAXSURF软件的中型邮船大倾角稳性校核

大倾角稳性对于中型邮船的航行安全至关重要。以52000 t中型维京邮船为研究对象,论述中型邮船稳性理论。基于MAXSURF软件对该型船大倾角稳性进行校核,并分析波浪对该型船稳性的影响。结果表明,该型船稳性满足规范要求,可保证航行安全。研究结果可为后续中型邮船稳性的计算与分析提供一定的参考。

空投水下滑翔机入水冲击载荷研究

因水下滑翔机内部结构精密,空投入水瞬间水下滑翔机的外壳和内部结构会受到巨大的冲击,直接造成水下滑翔机的损坏。针对上述问题,借助STAR-CCM+软件,采用重叠网格方法和VOF多相流模型,分析水下滑翔机的入水过程,计算不同姿态下的水下滑翔机入水时径向力、轴向力和速度变化,同时考虑水下滑翔机外形结构特点,对水下滑翔机外形结构进行减载优化。仿真结果表明:随入水攻角增大,水下滑翔机受到的径向力作用效果大于轴向力;随入水速度的增大,水下滑翔机入水冲击载荷增加。同时,首部导流罩采用较大长短轴比的椭圆曲线,翼板采用折叠翼、柔性翼等折叠结构能够具有明显减载效果。本文研究成果可为水下滑翔机空投条件选择和空投入水结构优化提供参考。

海上“移动充电宝”下水调试

波浪能作为一种蕴含在海洋中的可再生能源,因其可再生性和绿色环保优点,已成为一种亟待开发且具有战略意义的新能源。世界首台兆瓦级漂浮式波浪能发电装置的使用正是利用了这一能源。

弹性楔形体各状态参数对入水运动性能的影响

为了分析砰击问题的各种状态参数对船舶入水运动性能的影响,文章采用一种新的CFD(Computational Fluid Dynamic)方法动态数值模拟了二维弹性楔形结构的自由入水过程。此方法利用液面捕捉法和直角切割网格系统解决入水过程中瞬时移动的自由液面和动边界问题,结合弹性板条梁结构的有限元理论将算法扩展应用于弹性结构的入水特性分析。其中,根据流场的直角切割网格和弹性结构的板条梁单元的特点,提出适合该文算法的流固耦合策略和边界数据传递方法。通过与实验数据进行比较,证明了文中算法求解弹性楔形体入水问题的正确性和合理性。最后,建立不同状态参数(结构材料属性、板厚和质量、底面斜升角和入水高度等)的弹性楔形结构自由入水模型,研究了各参数对自由入水的弹性楔形结构的整体运动性能和局部变形响应的影响。

船舶气囊下水安全性评估方法研究

气囊下水是船舶下水的一种创新方式,但是气囊下水过程中船体强度和气囊的安全性还没有定量的计算方法。近年采用气囊下水的船舶重量不断增大,下水安全性问题日益突出。本文考虑气囊刚度的非线性、下水过程中船体的力平衡条件等,提出了一种基于全船结构有限元分析的船体结构和气囊安全性评估方法。研究的内容和结果是紧密结合工程实际的。(1)考虑气囊压缩变形的非线性,研究了一种预报气囊刚度的有效方法;(2)基于弹性下水理论,研究了一种考虑弹性基座刚度非线性变化的船体梁运动和受力的计算方法;(3)提出了直接采用全船结构有限元分析计算船体结构应力和气囊受力的方法;(4)对某型实船进行了气囊下水的安全性分析,并与文献的结果进行比较,验证了气囊下水工艺的优越性和本文建议方法的准确性。

基于ANSYS的船舶纵向下水弹性计算方法

随着建造的船舶载重吨位的逐年增大,下水过程中船体和船台结构的安全性越来越受到业界的关注。文章提出了基于ANSYS的船舶下水弹性梁计算方法,采用ANSYS参数化设计语言实现下水全过程仿真计算。所开发的程序考虑了船体梁弹性弯曲和墩木等支撑结构的弹性变形,可以准确地预报船舶尾浮及全浮滑程并判断是否存在尾弯及首跌落现象,计算出下水全过程中船体弯矩、剪力、墩木反力及其变化,为校核船体及船台强度提供了准确的荷载。文中还提出了在船尾部安装浮筒以克服尾弯的新措施。

波流作用下圆柱体入水特性的三维数值模拟研究

结构在实际海况中入水受到多种载荷的共同作用,同时还伴随波浪作用的影响,因此该过程是一个强非线性的过程。针对结构在波、流中入水过程的特点,将入射波(波、流)引入非线性双渐进法,研究三维刚体圆柱体在波、流及波流联合作用下入水过程运动响应及姿态的变化,计算结果与试验结果符合得较好,非线性双渐进法适用于分析三维刚体波、流中入水问题。结果表明在近波面附近,结构受波浪作用明显,入水相位、浪级、流速及波流速度矢量差异对结构入水运动速度及轨迹影响明显。

不同湍流模型下圆柱涡激振动的计算比较

为应用计算流体力学的方法模拟圆柱体的涡激振动问题,文章采用有限体积法结合两种不同的湍流模型(RNG k-ε和SST k-ω湍流模型)求解时间平均的纳维尔—斯托克斯方程(RANS),对低质量比弹性支撑的刚性圆柱体在均匀来流中的的涡激振动问题进行了研究。计算对象参照Govardhan和Williamson的物理模型实验中的参数,通过比较两种湍流模型下圆柱体的振幅响应、频率响应及三个响应分支的水动力系数和尾涡模式,分析了两种湍流模型模拟结果的差异及原因,结果表明:RNG k-ε湍流模型和SST k-ω湍流模型的模拟结果差异很大,不论在振幅响应和频率响应上的计算上,还是对升力的谱分析上,SST k-ω模型的计算结果都更接近于真实的物理现象,并且采用SST k-ω湍流模型成功地模拟出了2P模式。因此从整体上说,SST k-ω湍流模型的模拟效果要优于RNG k-ε湍流模型。

圆柱在波浪中入水的数值模拟

为了研究波浪对圆柱入水过程的影响,采用二维CFD(Computational Fluid Dynamic)方法数值模拟了圆柱在规则波中的入水过程.该方法采用自由液面捕捉法和直角切割网格系统分别处理自由液面和物体动边界,结合推板造波和海绵阻尼消波原理而实现数值造消波,并分析波浪参数(波高、周期和圆柱入水时的波浪相位)对圆柱入水动力特性的影响.以在波浪中的起重船上悬吊圆柱入水作为工程应用实例进行数值模拟,研究不同工况下绳索的张力变化和重物的运动特性.

某型船全钢梁支撑船体的重力下水工艺分析

某型船线型尖瘦,为保证其下水的安全性,针对其下水状态和结构特点,确定采用全钢梁支撑船体的重力纵向下水工艺。确定下水支反力,采用有限元方法对最大支反力作用下的船体局部强度进行校核,并明确钢梁、钢梁固定工装、滑板和钢珠等的下水布置。该工艺经实船验证其可行性和安全性,可为相似船型下水方法和工艺编制提供参考经验。

首尾尖瘦型船舶带浮筒下水新工艺研究

首尾线型尖瘦船舶或小船台上建造的大中型船舶的纵向下水,由于下水过程中尾部浮力不足,极易造成滑道末端墩反力过大,甚至发生尾弯。提出了一种船舶带浮筒下水新工艺,通过在船舶尾部安装浮筒,并对浮筒大小和位置进行优化,能较为简便、经济和可靠地解决上述问题。此项研究己用于多艘大型汽车运输船的下水,取得了较好的效果。

某2750 TEU集装箱船利用半潜驳进行下水的分析及计算

本文介绍了某2750 TEU集装箱船,利用半潜驳在港池内进行下水的分析及计算。由于受港池水深及半潜驳下潜能力的限制,船舶下水时的艏艉吃水差受到了严格限制,需要调整船舶下水浮态,在调整浮态时增大了船底结构与坞墩的受力,因此打压载水的时机也受到了限制。

船舶用气囊上下水安全探讨

目前,利用气囊上下水的船舶几乎囊括了所有船舶种类,最大载重吨达到7万多吨。文章对船舶用气囊上下水的过程中存在的安全风险,提出气囊选择、船台建设的方法及气囊上下水安全风险管控措施。

船舶气囊下水与相邻建筑物安全影响研究

研究就船舶气囊下水与相邻建筑物安全影响,从气囊、气囊下水船台结构的特点、下水工艺、存在安全风险进行分析,结合相关规范、下水船舶实船轨迹、船舶下水数值模型研究,提出气囊下水船舶中心线与相邻水工建筑物的安全距离,供气囊下水船台滑道平面设计和船舶下水方案制定参考,具有重要的实际意义。

智能液压台车运移系统的研究

为配合某船厂船台生产线建造工艺船舶过驳下水工程项目,研发了智能液压台车运移系统。通过对船舶在过驳下水作业中由于下水设备与船台之间存在高低差导致船舶时刻处于浮动状态的技术性研究,在运移作业过程中船舶能够跟随下水设备的沉浮进行自动调载且保持水平状态尤为重要。通过采用闭环电液伺服控制方法以及自主研发的智能算法,精确控制多台液压台车的同步带载顶升、带载行走以及自动调载等关键技术,实现了船舶安全平稳的过驳运移作业功能。

冰期船舶下水试验研究

以15.9万吨油船和10万吨级半潜式斜船台为载体,采用船模试验的方法研究冰期船舶下水问题。为了使模型试验结果与实船下水结果最大限度的相似,首先进行船舶冰期下水模型试验的相似分析,并探讨模型冰的制作技术。接着,根据实船下水数据来设计船舶模型、船台模型、导冰板模型以及冰模型,并确定了试验方案:模型试验针对设计的六种导冰板,改变三个潮位,分有冰情况和无冰情况等状态进行,并给出了其运动规律及导冰板力的试验曲线。试验结果可为船厂实际生产使用,也可为进一步的研究提供参考。

船舶气囊下水过程结构应力变化的测试与分析

为研究船舶重力式气囊下水过程对船体结构应力的影响,采用动态应变仪对某21,500t散货船在下水过程中的船底及上甲板应力变化分别进行了测试,测试点布置在船中附近,设置同步信号进行采集;同时,用倾角仪对下水过程中船体纵向角度的变化进行了记录;测试结果表明:该船舶在气囊下水过程中,发生了艉落现象,船体局部出现应力较大区域.采取局部结构加强、延伸船台长度、改变船台坡度及船台改造成半潜等措施可以提高大吨位船舶气囊下水的安全性.

剪切流作用下立管涡激响应的研究

为研究剪切流作用下立管的涡激振动问题,文章建立了三维立管的涡激动力响应方程,顺流方向的力通过Morison方程求解;横向涡激力采用改进的尾流阵子模型求解,考虑了附加质量的变化;轴向力的计算考虑平台升沉运动的影响。采用有限单元法离散控制方程,离散后的方程采用Newmark-β法在时域求解。在此基础上,研究了剪切流作用下立管的多模态涡激振动响应,讨论了剪切参数对立管涡激动力响应的影响,并比较了均匀流和剪切流条件下立管不同的响应特征。结果表明,剪切参数对立管的涡激响应动力响应有很大的影响,剪切流条件下立管呈现的多模态响应极为复杂,与均匀来流条件下的振幅和频率响应特点明显不同。