深海着陆车形体阻力分析及艏部型线优化设计

为满足深海着陆车的大范围、长周期的海底作业需求,改善其水阻力性能以提高续航能力,基于计算流体力学建立深海着陆车在直航工况下的数值计算模型,利用Isight软件结合SolidWorks和Fluent,通过对着陆车艏部型线控制点参数化分析,确定关键设计变量。采用最优拉丁超立方法(Optimal Latin Hypercube Design,Opt LHD)选取样本点进行直航工况阻力计算,基于径向基(Radial Basis Function,RBF)神经网络构建了精度满足工程需要的阻力-设计变量近似模型,并采用自适应模拟退火(Adaptive Simulated Annealing Algorithm,ASA)算法进行着陆车艏部型线优化设计,优化后阻力值降低了14.24%,提高了其水动力性能。为深海着陆车的外形优化设计奠定了基础,也可为其他潜器的数值分析提供参考。

新型艏部露天甲板防雨风口设计形式研究

针对当前艏部露天甲板防雨风口普遍采用鹅颈式通风筒和菌型通风筒设计形式存在的不足,提出一种将通风围井、箱式可闭防雨风口、泄水管和水密蝶阀相结合的防雨风口设计形式。对该防雨风口形式的各要素进行阐述,并通过实际案例对其在船上的应用进行分析。在此基础上,对两种防雨风口设计形式的优缺点进行对比,结果表明,新型防雨风口设计能达到防浪、结构形式紧凑和美观性较好等目的,相关设计思路可供同类型艏部露天甲板的防雨风口设计参考。

DFDS客滚船艏部区域综合布置

文章主要是介绍DFDS客滚船艏部区域的综合布置,详细介绍了艏部区域各主要设备的布置方法,获得了整个艏部区域最优的综合布置结果。通过描述区域布置时的技术关键点及难点,为以后的客滚船艏部区域综合布置提供设计参考。

船体艏部水动力性能优化

提出一种以势流兴波阻力理论Rankine源方法为基础,结合SHIPFLOW软件为计算工具,利用CAD-CFD集成平台FRIENDSHIP-Framework软件进行变形优化,研究船舶的最小兴波阻力型线优化设计的方法,并考察了兴波优化得到的船型总阻力变化情况。在型线优化过程中,以兴波阻力系数为目标函数,排水量变化范围为约束条件,在Wigley船体前端增加一个利用Feature建模技术参数化生成的球艏并调整艏部型线使得船体表面光顺。选取球鼻艏形状的各项参数作为基本设计变量,利用DOE方法对船艏进行优化,获得了设计航速下兴波阻力较小的船型,验证了所提方法进行船艏型线优化的有效性。相应的考察变形及优化前后总阻力变化情况表明:在高傅汝德数情况下增加球艏所带来的粘性阻力的增加小于兴波阻力的减小量,总阻力得到了改善,优化后得到的球艏能在进一步减小兴波的同时减小总阻力。此外,还运用所提方法对3100TEU船型的船艏,利用Delta Shift方法进行变形,在设计航速下,将变形的参数作为设计变量,利用DOE方法进行优化设计。结果显示:在排水量限制范围内当球鼻艏向上向前伸展一定长度时可以降低兴波阻力。与此同时,由于优化前后船体湿表面积变化很小,粘性阻力的变化并不明显,兴波的减小则使得总阻力得到了改善。

潜艇艏部声呐流噪声计算方法研究

选取系列艇型,对潜艇艏部声呐的流场进行数值模拟计算。通过对SUBOFF艇型计算,验证绕艇体三维粘性流场计算方法的正确性。在此基础上结合FW-H公式,计算潜艇艏部声呐流噪声声压级,并总结得出不同的艏部声呐结构形式在首段的不同部位处对压力场和流噪声场的影响规律。

基于自适应模拟退火法的UUV艏部线型优化设计

基于多目标空间的全局搜索理论,将无人水下航行器(UUV)艏部丰满度,流体动力与流噪声作为集成判定指标的综合一体化UUV艏部线型优化设计方法。建立了针对UUV艏部外形设计的一体化设计优化模型,结合经典粘流理论、CFD算法实现了集成优化设计,针对UUV外形优化设计要求,提出了复杂外形参数化和设计变量的选取原则,并对具体算例进行外形综合仿真优化设计。结果表明,基于自适应模拟退火法能够有效实现对UUV期望目标的一体化优化设计,在相互制约的多种目标函数所组成的目标域中获得最优解,优化后UUV艏部流体动力和声学性能都有较大提高。

穿梭艇艏部特征分析及优化

以一艘用于沿海巡逻的高速穿梭艇为研究对象,利用SHIPFLOW中的势流方法,基于Dawson方法的面元法,计算穿梭艇的兴波及流场问题。分别比较不同的半进流角对船舶整体的兴波阻力和最大波高的影响,得到最佳半进流角方案,并在此基础上,进一步分析比较倾斜船艏柱角度对船舶的兴波阻力和流场的影响。通过分析,得到穿梭艇艏柱倾斜角度的影响机理,为艏部进一步的优化提供参照,得出针对此种船型的最佳艏部方案。

油轮艏部结构碰撞特性研究(英文)

The damaeg of penetration of ship-side during a collision accident is strongly effected by stiffness and sharpness of bow structures of striking ship.The properties of ship bow structures are studied from the point of view of collision.By means of numerical simulation of a ship bow impacting to a rigid wall,the history of crush of structural members,of the collision force and energy absorbing are studied and presented.It is noted that the destroy capacity of ship bow in collision is an inherent property of bow structures and can be expressedby a curve of 'collision force density' suggested in this paper.The approach of collision simulation and the technique for enhancing the precision of calculation are also discussed.

基于集成仿真的灯光渔船艏部型线优化

针对我国现有渔船标准化建设中遇到的船体型线优化难的问题,提出一种基于集成仿真优化技术的船体型线优化方法,并以一艘灯光渔船的兴波阻力性能优化为例,通过半参数化方法提取10个控制参数用于艏部型线的变换,兴波阻力采用势流理论方法进行评估,并采用Sobol算法与梯度搜索算法相结合的优化算法。基于上述的船体型线优化方法最终得到兴波阻力性能最优的船型,优化结果表明,文中提出的船体优化技术是有效的,有助于加快推进渔船船型的标准化建设。

不同海况下小侧体三体船的艏部结构砰击特性

运用CFD软件STAR-CCM+建立三体船在波浪条件下的三维砰击模型,采用重叠网格技术结合船舶六自由度系统模拟船体的砰击运动,对不同波高、波长及不同航速下的船体砰击进行数值模拟,对比分析各工况下船体结构的运动响应和砰击特征。数值模拟结果表明:航速变化对船体砰击压力有显著影响,而波高和波长的变化对砰击压力影响较小但也不可忽视。

海上油田溢油回收船动力定位能力与艏部推进器配置优化

对溢油回收船艏部推进器初始配置方案进行动力定位能力计算,分析其定位能力不足的原因,确定优化的技术思路;对艏部推进器的功率大小、数量、型式以及分组进行研究,得到依次递进的优化方案,提高了该船的动力定位能力,并在满足360°范围内定位能力要求的前提下降低了艏部推进器的功率配置。

江海联运船舶艏部砰击性能研究

考虑江海联运船舶大外飘、小型深的结构特征,研究了江海联运船舶艏部结构在砰击载荷作用下的力学性能。阐述了船舶砰击理论,将船舶艏部结构遭遇的砰击载荷分解成入水冲击压力、撞击冲击压力以及甲板上浪载荷。针对江海联运的45 000 DWT散货船进行砰击的数值模拟,计算载荷包括不同航速下的舷外静水压力、艏外飘砰击压力以及甲板上浪。结果显示应力和变形受砰击载荷影响很大,很有必要对艏外飘结构进行相应的结构加强以及疲劳强度评估。

艏部舷墙的优化设计

根据通用规范设计艏部舷墙的结构型式和构件尺寸,使用有限元分析软件进行屈服和屈曲强度校核.根据初步校核结果,调整构件尺寸,优化舷墙结构设计,最后结合其它约束条件,得到舷墙最佳设计方案.优化过程体现有限元分析在船体结构优化设计中的重要作用,也为舷墙及其他结构提供优化设计思路.

艏部空气管强度校核方法

位于船舶艏部的空气管及其关闭装置承受风浪冲击严重,IACSURS27及各国规范对适应船舶的艏部空气管及其关闭装置的强度均提出了强度要求.通过艏部空气管及其关闭装置的受力分析,介绍船舶空气管及其关闭装置的校核计算方法,并对某船艏部空气管布置进行校核计算,提供满足要求的方案。

某船艏部TRIBON系统线型光顺

本文介绍了利用TRIBON系统中的Lines和Surface模块,对某船艏部进行船体型线光顺生成船体曲面的过程。重点对球鼻艏和进水角区域光顺的具体操作方法和注意事项进行了探讨。

一种全回转拖船艏部拖曳系统的设计

通过对拖曳装置设在艏部的防磨缆桥、缆桩和锚绞机进行优化设计,研发一种艏部具有拖曳装置的全回转拖船,在完全不影响顶推作业的基础上,实现了全回转拖船的倒拖功能,增强了拖船的作业功能和灵活性能。

大型半潜船艏部结构设计及强度分析

当前我国对海洋能源逐渐重视,导致了海上平台设备的多样化及大型化,这就使得半潜船需要装载更多货物,承受更大压力。本文对半潜船的船体结构和设计做出一点简单介绍。通过采用传统经验规范公式法和直接计算法,对新造的大型半潜船的艏部进行结构设计和强度分析。本文得出的研究结果表明直接计算法制成的方案相较于传统规范法更优。通过直接计算法设计半潜船结构方案,可以较大幅度的降低物料浪费情况,节约成本,减轻企业施工负担。

基于规范的滚装船艏部砰击受损分析

滚装船因航速高、外飘大，艏部砰击问题非常突出。本文以某系列货物滚装船艏部砰击破损的案例为研究对象，基于结构设计时遵循的IACS规范，及目前应满足的LR规范对波浪砰击载荷要求的差异进行有限元强度分析，得出LR规范更符合实际情况。

SPS覆层船艏局部加强结构的抗砰击性能仿真分析

[目的]SPS夹层板具有优越的抗冲击性能,可应用于船艏局部加强设计中,以提升船艏的抗砰击性能。[方法]采用非线性有限元软件LS-DYNA,分析基于质量相当原则设计的SPS覆层船艏在外飘砰击载荷作用下的结构吸能、应力等力学行为,并与传统钢质船艏的吸能特性进行对比分析。[结果]研究结果表明,SPS覆层船艏的总体比吸能峰值与钢质船艏相比提升了18.2%;SPS覆层外板是船艏的主要吸能组件,与钢质外板相比,SPS覆层外板组件的比吸能峰值最大增幅为41.3%;SPS覆层船艏的内部板架应力峰值更小。[结论]将SPS覆层应用于船艏局部加强能显著提升结构的吸能效果,缓冲砰击载荷,降低内部结构应力,保障结构安全,是一种提高船艏总体砰击极限承载力的有效手段,研究结果可为高性能船舶设计制造提供参考。

低温极端载荷作用下船艏结构损伤演化过程研究

目的 掌握船舶在极地低温极端环境中航行时,船舶艏部结构遭遇冰山等极端载荷作用下的主要参数对结构损伤演化过程的影响,揭示船舶艏部结构的失效机理。方法 以船舶艏部结构为研究对象,基于数值仿真方法,开展不同碰撞场景、环境温度、撞击速度、冰体塑性应变、船体材料本构模型、撞击角度等参数对结构损伤的影响研究。结果 建立了数值仿真简化模型,获得了不同参数对结构损伤的影响规律。结论 材料模型对船体结构损伤的影响较小。随着航速增加、撞击角度增大,船体损伤范围增大。随着船体材料性能增强,撞击区刚度增大,船体结构损伤范围减小。形成的损伤演化模拟方法可为极地极端环境下船舶结构损伤演化分析提供技术手段。