大幅横摇激励下液舱晃荡冲击载荷特性

大型LNG(liquefied natural gas)船在非满载航行中可能引起强烈的砰击载荷,对结构安全造成威胁。基于数值模拟方法研究大幅横摇激励下晃荡压力与外激励的饱和非线性关系。采用基于有限体积法的CFD代码FLUENT求解器,通过动网格技术驱动液舱运动,并用VOF(volume of fluid)法追踪自由液面的非线性运动过程,数值预报典型装载率、大幅横摇激励下的晃荡压力特性及自由液面波形。研究结果表明,在小激励和中等激励范围内,随着横摇激励的增大,晃荡压力出现突然变大的现象;当横摇激励继续增大到某一阈值时,则随着横摇角增加,晃荡压力不再增大,而是呈现饱和现象;自由液面也呈现出非线性特征,液面振幅和激励幅值之间的关系不再成比例关系,而是出现复杂的响应形态;处于大幅横摇激励下的液舱,随着装载率提高,晃荡冲击压力会降低。

船舶非线性大幅横摇导致倾覆的研究

综述了风浪中船舶倾覆研究的最新进展 ,对各种主要的研究成果作了述评 ,着重归纳论述风浪中稳性损失 ,非线性大幅横摇运动的性态和随机波浪中船舶倾覆的概率预报 .在分析了各种理论方法优缺点的基础上提出了须进一步研究的建议 .

波浪中船舶大幅度横摇运动稳性变化的理论计算方法

在对波浪中船舶横摇稳性特点分析的基础上,提出一种计算船舶大倾角横摇稳性力臂的新方法.在计算每个横剖面左右侧浸深时,考虑船舶在随浪中运动由于首尾不对称造成的纵倾对其浸深及大倾角横摇稳性的影响,根据波浪中重力与浮力平衡、纵倾力矩之和为零这两个条件求取横摇稳性力臂值.为验证本方法,以散货船SWAKOP为例,利用Matlab数学工具语言对其进行计算研究,计算结果显示波浪中船舶大幅度横摇运动对其稳性的变化影响较大,与航海实践相符,同时也表明所提出的这种计算方法是合理和可靠的.

基于混合粒子群算法的船舶稳定性分析

随着我国船舶航运事业的兴起,对保持舰船航行的安全和稳定的要求越来越高。由于船舶航运事业面对的环境复杂多变,传统PID船舶稳定性能分析和控制方法难以对大型风浪引起的船舶摇晃运动系数进行有效分析,无法快速准确的对船舶随机横摇运动外扰力进行计算,不利于船舶航行安全。因此结合混合粒子群算法对船舶稳定性进行研究。首先对船舶航行过程中外扰动因素影响程度进行分析和计算,并设计了船舶稳定性检测和控制系统,从而达到提高船舶航行稳定性的设计目标。为验证该方法的有效性,对比传统PID船舶稳定性检测控制方法进行了仿真实验。实验结果表明,基于混合粒子群算法的船舶稳定性分析方法能够更好地对船舶航行安全、稳定性能和航行状态进行精准判断,保障船舶在复杂海洋环境中的稳定航行。

海洋环境中舰船倾覆的研究综述

大幅横摇导致倾覆是风浪中航行舰船的最主要风险之一,也是最为复杂的力学问题。通过对横摇运动的研究,可以确定舰船倾覆的条件并对舰船的倾覆概率做出预报,为工程设计提供参考。在调研国内外相关文献的基础上,对水面舰船大幅横摇研究现状给予简要介绍,对舰船大幅横摇倾覆所涉及到的各种理论研究方法给予总结,指出了一些尚待进一步研究的问题。