船舶水弹性力学理论的研究进展

船舶水弹性力学理论在过去近三十年中取得了长足的进步,尤其是三维水弹性理论已被广泛应用于船舶与海洋工程领域的流固耦合问题中。全面地回顾了国内外船舶水弹性力学理论及试验研究的历史与现状,将水弹性力学理论分为二维线性、三维线性、二维非线性、三维非线性等几类,以波浪中航行船舶的水弹性力学理论研究与应用为重点,依次进行了介绍。在船舶水弹性试验方面,着重介绍了国内在整体弹性船模试验研究中取得的进展。

考虑薄膜力影响的浮板水弹性频域分析方法

提供了一种考虑薄膜力影响的海上浮动平板的水弹性频域分析方法。在线性假定下利用格林函数法求解浮动平板所受的波浪作用力和在水中运动的附加水动力系数。根据板的大挠度理论 ,考虑板内的薄膜力 ,建立了波浪中运动平板的水弹性运动方程。在求解了由一阶波浪力引起的板的一阶位移后 ,通过对与该位移有关的薄膜力引起的非线性力的频率分析 。

基于规范载荷的舰船设计海况等级确定方法

针对军用规范载荷难以给出舰船设计海况等级的问题,根据三维时域非线性水弹性理论分析舰船在典型航速、不同海况下的波浪载荷极值与规范载荷之间的对应关系,进而提出一种确定舰船设计海况等级的方法。以某型舰船为例,基于该方法确定该型舰船的设计海况等级。研究成果表明:采用该方法可有效确定舰船规范载荷对应的设计海况等级,在一定程度上为舰船的安全运行提供参考。

长首楼型船的波浪诱导弯矩研究

主要研究航行于恶劣海况下,后端壁在船中0.4L范围内的长首楼型船所受的波浪载荷特性。通过对分段龙骨梁船模进行波浪载荷试验测试,结合在时域内基于三维非线性水弹性理论对此船进行数值预报,综合研究长首楼型船所受的波浪载荷特性。研究发现在航速较高、海况较为恶劣时,长首楼型船所受的砰击颤振弯矩显著,甚至在数值上超过了低频波浪弯矩幅值。这对长首楼型船首尾甲板过渡处较弱剖面结构的安全性危胁较大,需要在结构强度评估和设计中给予重视。

弹振对船舶疲劳强度的影响

采用迁移矩阵法对某矿砂船进行模态分析,基于三维线性频域水弹性理论,计算船舶剖面载荷以及船体表面压力,并采用谱分析方法讨论弹振对船舶结构疲劳强度的影响.计算结果表明,对大尺度船舶进行疲劳强度分析时,应合理考虑弹振的影响.