极地运输船不同推进方案的性能比较（英文）

极地航行的运输船需要评估开敞水域和冰区航行的功率性能,文章对一艘极地运输船不同推进方案实施了开敞水域性能和冰区航行破冰能力的评估,推进方案包括定距桨(FPP)推进、调距桨(CPP)推进和导管桨(DP)推进,上述推进器方案的性能采用升力面方法评估。根据净推力和阻力平衡原理以及文中建立的评估方法,并兼顾开敞水域和冰区航行船后推进器的抽吸效应,预报了该极地运输船实尺度航行的功率性能和破冰能力。基于给定的主机功率,采用插值方法求解了破冰能力和功率性能。评估结果表明,导管桨(DP)拥有最优的破冰能力,然而相比定距桨(FPP)和调距桨(CPP),它拥有最差的开敞水域性能。

极地运输船货舱区舷侧冰带骨架系统优化

本文以中国船舶及海洋工程设计研究院(MARIC)研发的某20 000吨级PC5级极地多用途运输船为目标船型,建立货舱区计算模型。基于IACS URI规范关于冰载荷及相应计算工况的要求,进行冰载作用下中部冰带区域舷侧结构有限元分析。在此基础上,集成Isight/Nastran对目标区域冰带骨架系统进行优化设计。以目标区域冰带结构重量最轻为目标函数,以结构合成应力、板格屈曲限制以及其他相关规范尺度要求为约束条件,重点对冰带骨架系统进行分级优化设计。具体优化方案为:基于货舱区舷侧冰带结构,初步设定四型骨架系统布置方案;采用多岛遗传算法(MIGA)分别对各个方案进行优化;最后对四型优化后的方案进行对比分析,综合评估得出适用于目标船型的相对最优方案。本文所得出的结论有力地指导了目标船型开发工作,所总结得出的优化思路、解决途径可进一步扩展应用至高冰级极地船型。

极地运输船波浪载荷计算分析

极地运输船航行于极地航线,考虑到航线的特殊性,计算和分析极地航行海区下船体的波浪诱导载荷长期值,对船体结构的设计很有意义。采用FORTRAN语言编写全球波浪散布图统计与分析程序,可统计与分析全球指定海区每个短期海况出现的概率,进而获得该指定海区波浪散布图。以某极地甲板重载运输船为研究对象,基于谱分析方法,采用WASIM水动力分析软件计算2个工况,24个浪向角和26个周期下的波浪诱导载荷,获得其船中剖面垂向弯矩的幅频响应函数,并采用Sesam软件Postresp模块结合具体的波浪谱和目标船航行的东北和西北航道所经10个海区波浪散布图进行长期预报,进而获得船体各个海区下船中剖面垂向弯矩的长期值,并与北大西洋海区下的计算值比较。

极地运输船总体设计要点

针对适于在极地冰区航行的运输船舶的特殊性要求,从极地条件出发,结合2.8万t极地多用途船的开发,分析了极地规则生效后极地运输船总体设计的要点,介绍了按照极地规则进行破舱稳性校核的流程,提出了基于冰池试验结果,采用直接计算方法优化主机功率,并探讨了螺旋桨的强度分析方法,海水吸入箱设计以及防冻设计等。

破冰航行工况下的极地运输船舱室噪声评估

极地运输船在破冰航行工况下受冰载荷的作用会产生瞬态冲击噪声,同时其螺旋桨激励力会发生改变,从而影响舱室噪声。由此,对极地运输船舶在破冰航行工况下的舱室噪声评估方法进行研究,采用统计能量法与虚拟模态综合法相结合的方法进行评估,当在低频段下采用该方法所得结果的精度难以满足要求时,采用有限元法和边界元法进行评估。从模型简化、噪声源激励确定和计算评估等方面阐述评估的系统化流程,重点考虑冰载荷对舱室噪声的影响,为破冰型极地运输船舱室噪声评估方法的规范化提供参考。

极地冰区运输船冰激振动及抗振结构研究

本文使用有限元软件Ls-dyna,建立有限元船体模型和冰体模型,模拟冰区运输船在层冰区进行破冰航行的过程,计算出船体船肩局部结构冰激振动响应。随后为抗冰激振动,在船体船肩使用了I型、V型、X型和四边蜂窝型4种夹层板结构进行局部结构加强。分别计算出由4种夹层板结构强化后船体局部结构的振动加速度时程曲线,处理数据后,进行数据对比,计算出3个方向上的减幅,并分析对比这4种夹层板结构在3个方向上的减振减幅效果,为极地冰区运输船的抗冰激振动局部结构强化提供量化的减振参数,再结合经济性选出最合适的抗冰激振动减振方案。

极地甲板运输船轮机设计

随着北冰洋水域通航安全性的提高,极地航线的商机日益显露。该船具备破冰能力,满足极地环境冬季作业,是运输建设亚马尔半岛天然气工厂所需模块的关键船型。根据极地气候及水域环境对船舶航行的影响,分别对船舶推进、防冻系统和压载水系统进行介绍,提出了极地航行船的设计要点。相关设计经验可供日后类似的船型轮机设计参考。

极地重载甲板运输船立角焊纵向裂纹的研究和预防

极地重载甲板运输船的甲板区域的纵骨与壁板的材质为EH36,厚度较厚,在生产过程中出现立角焊的纵向裂纹。作者针对本船的该类裂纹进行检验和分析,并进行相关试验,通过分析得出角焊间隙、焊接参数、摆动宽度对于焊缝的力学性能有重要影响。

极地多用途船工装脚手架数字化干涉解决策略

工装脚手架是船舶建造过程中必不可少的辅助工装,而结构干涉一直是工装脚手架搭设作业难以回避的问题。以极地多用途运输船为依托,通过梳理设计过程中工装脚手架的数字化设计思路,从设计方法、技术难点和解决策略等方面进行分析,提出一种应用三维模拟技术解决工装脚手架结构干涉问题的方法,结果表明:该方法可有效降低现场工装脚手架出现干涉情况的几率。研究结果对船舶工装脚手架的干涉避碰问题解决具有一定的参考价值。

极地重载甲板运输船一人桥楼试验方法研究

本文主要叙述了满足DNV规范的极地重载甲板运输船一人桥楼的试验方法,分析试验过程中出现的一系列问题,并尝试提出分阶段试验验收的优化方案。

极地重载甲板运输船失电恢复的解决方案

极地重载甲板运输船是常年航行于北极冰区的电力推进船舶,其电力系统的可靠性对航行安全至关重要。介绍了极地重载甲板运输船的电力系统配置及运行工况,分析了DNV规范对电力系统失电恢复的要求及响应方法,研究了极地甲板运输船在失电恢复系统设计中遇到的特殊问题及多种解决方案,结合建造的实际情况,提出了该船失电恢复的设计原则以及实施过程中遇到的问题及解决方法。

基于离散元法的碎冰区船舶航行冰阻力预报

为探讨船舶在碎冰区航行时冰阻力的影响因素,本文通过STAR-CCM+离散元软件,建立碎冰区海冰的离散元模型,数值模拟船舶不同航速以及不同海冰厚度、海冰直径和海冰密集度情况下冰阻力的变化规律。最后将离散元法结果和有广泛运用的有限元方法对比,得出离散元方法在船冰相互作用中具有可行性的结论,为船冰相互作用提供了新的数值模拟方法作为参考。

冰区耐磨低阻力油漆的应用

冰区航线得到逐步开发,北极或极地航线的商船运输增加,极地商船的建造对外板涂层也提出了更高的要求。本文介绍了极地重载甲板运输船外板破冰型冰区涂层的应用。