大外飘船舶首部砰击模型试验研究

船舶砰击载荷对其结构和航行安全都有重要影响,针对大外飘船舶首部砰击载荷特性开展模型试验研究。分别采用刚体船模和分段弹性船模在拖曳水池完成了不同波高下大外飘船舶首部砰击模型试验,分析船模刚度对首部砰击压力测量结果的影响。在小波高下,刚体船模和分段弹性船模试验得到的砰击压力结果相差不大;在大波高下,刚体船模试验得到的砰击压力比分段弹性船模试验结果偏大。研究分段弹性船模不同位置的砰击压力分布规律,砰击发生时,越靠近船首位置砰击载荷越大,越靠近船底砰击载荷越大。

恶劣海况中大外飘型舰船的总载荷颤振响应分析

[目的]舰船遭遇恶劣海况时艏部砰击会激起船体梁颤振响应,威胁到总纵强度的安全。砰击颤振弯矩与船体刚度和外飘构型相关,但不同船型结构布置和型线差异大,有必要针对大外飘型舰船开展颤振响应分析。[方法]首先,采用COMPASS-WALCS-NE势流时域水弹性方法预报设计海况下的船体梁总载荷,并与分段自航模试验对比验证;然后,再提取艏部砰击合力、典型时刻的船体运动状态和船体梁总载荷响应的时历曲线,通过分析波浪载荷高低频分量的相位差异,研究船舯砰击弯矩与艏部砰击合力的关联性;最后,围绕船体主要设计参数进行敏感度分析。[结果]在设计海况艏部入水时,其砰击合力出现了2次峰值,分别对应于底板和外飘区域的大面积触水过程;颤振弯矩主要由艏部外飘砰击引起,受力面积大,合力距离船舯远,导致砰击弯矩达到了波浪弯矩的同等幅值;大外飘型舰船的砰击弯矩对波高变化最为敏感。[结论]对于大外飘型舰船的总纵强度评估应考虑砰击颤振的影响,对于中垂砰击弯矩需要直接与静水成分、低频的波浪成分叠加,而中拱砰击弯矩应考虑阻尼耗散,可先折减再叠加。

大型船舶外飘砰击压力计算研究

船舶外飘砰击是一个十分复杂的水动力问题,同时也是船舶设计人员十分关心的主要问题。论文采用基于简单Green函数的三维时域势流Rankine源法求解船体在不规则波中的运动问题,获得船与波浪的垂向相对运动速度,并通过比较分析选取合适的砰击压力系数,获得船体艏部外飘砰击压力,计算结果表明外飘砰击载荷对波高较为敏感,受波高的影响较大。通过与规范值比较分析,证明了本方法的合理性,对船体艏部外飘的设计具有一定的参考价值。

船舶外飘砰击有效砰击角概率分布

基于海浪波面斜率的随机性,研究了船舶外飘砰击有效砰击角的概率分布问题.将垂直法平面内船体表面斜升角在初始纵剖线角处泰勒展开,根据船舶运动的随机特性推导了船体表面斜升角的概率密度函数;在随机海浪波面斜率、波面倾角的统计规律和波浪破碎判据条件的基础上,推导了有效砰击角随机变量的概率密度函数,为进一步研究船舶外飘砰击载荷的概率预报方法奠定了基础.

大型集装箱船舷侧外飘砰击特性研究

基于概率随机理论研究大型集装箱船舷侧外飘砰击特性,预报不同海况和航速情况下船舶非线性运动响应时历,采用Chuang理论计算船艏舷侧区域的外飘砰击压力,对随机海浪下集装箱船外飘砰击概率、砰击压力极值沿船长和高度方向空间分布规律进行分析,在直接预报的基础上给出载荷的确定方法。

天香云外飘——再谈中国金融开放

在众多吟咏桂花的名句中,我尤为欣赏宋之问的"桂子月中落,天香云外飘"。又是一年秋意浓,十里桂花香。我一直以为这个季节注定属于杭州,属于看不见摸不着,但无时无刻不在散发着的一丝丝、一缕缕的桂花香,它是这个季节江南特有的幽灵。也许,这个金秋桂香的十月不只是属于杭州,还应是一种国香甚至是属于世界的吗?中国的伟大变革,总是在直面问题中展开波澜壮阔的画卷。而历史,透过这一个个重要时刻,为其标注下鲜明的印记。

船首外飘砰击强度直接计算

基于船舶耐波性理论,建立了船舶首部外飘区域的砰击强度直接计算方法,并对相关的试验数据和规范进行了讨论,给出了可行的处理方法。对一艘大型集装箱船首部外飘区域砰击强度进行直接计算,验证了该方法的实用性。

船首外飘砰击设计载荷直接计算

文章结合三维线性势流理论和砰击速度的长期分析方法,求解出船体外飘位置的设计砰击速度;以首垂线和静水面交点处的设计砰击速度为目标值,给出了用于确定船首外飘砰击设计载荷的等效设计波,进而得到了设计状态下船体外飘剖面与波面相对运动关系;将船体剖面与波面间的相对运动关系等效转化为船体剖面与静水面的相对运动,利用显式有限元方法实现了外飘剖面砰击设计载荷的预报。针对直接计算方法中涉及的设计砰击速度、砰击压力和砰击压力系数,对比分析了文中结果和相应的规范值或试验值,论证了文中船舶外飘砰击压力设计载荷直接计算方法的合理性。

基于全船建模的航速对船首外飘砰击影响研究

建立二维楔形体入水模型,验证入水砰击仿真方法可靠性,对集装箱船体进行全船体建模,导入船体运动参数,增加船体的纵摇运动,采用一般耦合算法(General coupling),流体域用Euler单元模拟,船体设为刚体,划分为Lagrange有限元网格,对船体进行入水仿真。对比不同工况下的结果表明:全船模拟时船型纵向斜升角会发生变化,导致航速对船首入水砰击压力的影响较大,随着航速的增加,入水砰击压力变大,同时航速还会使砰击压力峰值位置发生变化。

适用于超大型集装箱船的外飘砰击规范要求对比

针对超大型集装箱船在恶劣海况下航行时的外飘砰击问题,总结目前各船级社规范的外飘砰击强度校核要求的特点,以某超大型集装箱船为例,对适用各规范要求下的砰击压力和最小板厚要求进行计算对比,分析其间的显著差异和参数敏感性,为超大型集装箱船结构设计提供参考。

规则波作用下船首外飘波浪砰击载荷研究

本文以3800 PCTC滚装船作为研究对象,提出规则波作用下的首外飘型船舶波浪砰击载荷CFD预报方法,基于CFD理论建立三维波浪砰击数值水池模型并对其进行验证。基于劳氏船级社的设计海况与极限海况,设计出低、中、高3组计算海况。基于规则波作用下的首外飘型船舶波浪砰击载荷CFD预报方法,得到砰击载荷与砰击发生时的船波相对速度,并对不同波海况下的砰击载荷、船波相对速度特性与非线性分布进行讨论。

船首外飘砰击设计载荷影响因素研究

船首外飘砰击压力设计载荷的影响因素包括船首与波浪之间的设计砰击速度和船首外飘砰击压力系数。论文结合船舶耐波性理论和概率分析方法,推导了船首外飘垂向设计砰击速度;利用落体砰击载荷试验技术,给出了船首外飘砰击压力系数的三维试验方法。以一艘实船为例,将该方法确定的垂向设计砰击速度、外飘砰击压力系数与劳氏规范值进行对比,分析二者的异同之处,为船首外飘砰击设计载荷的预报或相关规范的制定提供参考。

1.6万标准箱集装箱船外飘砰击及结构强度计算研究

超大型集装箱船面临首部特殊型线与高航速所带来的不容小视的首部外飘砰击载荷作用。文中以1.6万标准箱集装箱船为例,首先基于时域Rankine源法计算集装箱船的非线性运动响应;然后预报首部区域发生外飘砰击的概率和砰击压力极值;最后考虑外飘砰击对首部局部区域的作用,对1.6万标准箱船的首部结构进行了有限元分析,评估船体结构承受外飘砰击载荷的能力,为首部结构设计提供参考依据。

大型集装箱船迎浪航行的外飘砰击压力研究

采用直接计算法研究一艘大型集装箱船迎浪航行时的外飘砰击压力特点。基于三维势流理论Rankine面元法,应用DNV船级社的商业软件Wasim计算出该船在压载时不同海况下以不同航速航行时在非规则波中时域内的非线性运动响应时历,根据Wagner型冲击理论计算得到该集装箱船艏外飘区域的外飘砰击压力。依据概率随机理论,得到不同工况下的外飘砰击概率以及外飘砰击压力极值,并分析概率和极值特点。

船首外飘砰击载荷的数值预报

本文采用显式有限元方法预报船首外飘砰击载荷。通过对比小尺度外飘模型的自由落体砰击试验值和相应的数值模拟结果,验证了该方法在预报船首外飘砰击载荷方面的可行性。针对2种不同结构形式的实船尺度的外飘剖面,预报了剖面在船体与波浪相对运动规律下的砰击载荷,研究了流动分离后的二次砰击现象,并进一步探讨了网格密度和接触刚度参数对不同剖面形式外飘砰击载荷的影响。

超大型集装箱船外飘砰击载荷计算研究

砰击是船舶航行过程中发生的一种高度非线性的物理现象。超大型集装箱船为了获得较大的甲板面积,通常在艏部具有较大的外飘角,高速航行时遇到风浪很有可能发生砰击现象。本文介绍了一种船体外飘砰击压力的计算方法,首先计算二维剖面的砰击压力,之后拓展到三维船体外表面以获得其砰击压力分布。该方法对于船体结构设计和结构安全性评估具有重要的指导意义。

基于CFD的通用型FPSO船首外飘耐波性

为探究通用型FPSO船首外飘带来的耐波性影响,基于CFD-FV方法采用Fluent软件进行三维时域模拟,模拟在巴西海域重现期为20年的极端海况下2种外飘模型的甲板上浪现象,对甲板上浪和波浪砰击进行耐波性分析。通过动压公式和砰击区域对云图动压进行验证。结果表明,3.5m的垂向外飘降低了35.09%的上浪程度,增加了相对的局部砰击载荷,局部应力主要分布于船首舷墙和主水层所在甲板的位置。局部应力满足船级社对浮式结构的设计要求。通过综合对比发现,船首外飘提高了FPSO整体的耐波性能,为通用型FPSO的船首外飘外型设计提供参考。

大跨空间结构外飘檐的装配式吊顶施工技术

结合工程实际,对大跨空间结构外飘檐装配式吊顶施工技术进行研究,采用支撑柱和网架下弦球节点板螺栓连接、铝面板和副龙骨螺栓连接以及"关节"铰接式连接板,实现了吊顶的三维可调性,有效地适应网架受力变形及风荷载作用,满足了吊顶的曲面造型要求,施工效率高,形成了相应的施工新技术。

船舶艏部外飘砰击压力的仿真研究

基于有限体积法的数值仿真方法对三维船舶艏部的砰击问题进行了研究,建立包含空气、水和船舶艏部的完全耦合三维有限元模型,流体域用Euler单元模拟,结构部分用Lagrange单元模拟,采用一般耦合算法,分析了船舶艏部外飘砰击压力在船舷侧位置的分布情况;结果表明:数值仿真计算方法可以合理计算船舶艏部的外飘砰击问题,为船舶艏部线型的设计优化提供参考基础。