100 m X-BOW型极地探险邮轮局部振动控制

为提高乘客舒适度,利用调谐质量阻尼器(tuned mass damper,TMD)对100 m X-BOW型极地探险邮轮的局部振动进行控制。建立邮轮的有限元模型,进行整船频响分析,通过比较仿真值与测试值间的误差,验证模型的有效性。根据整体模态等价质量求解方法和局部模态质量的空间分布原则,提出混合模态中单个局部模态等价质量的求解方法,利用该方法求解邮轮局部振动区域的等价质量;利用该等价质量计算TMD的质量比;基于该质量比,求解出对应的TMD参数最优解。通过分析可知,当质量比为0.05时,TMD在13.4 Hz处具有31 dB的吸振效果,同时在10 Hz和18.8 Hz处也有一定的吸振效果,分别为3 dB和2 dB,整体控制频段较平坦,鲁棒性也较佳。

X-BOW型极地邮轮激励源对水下声辐射贡献率研究

建立了100 m级X-BOW型极地探险邮轮的有限元和边界元模型,通过频响分析方法计算了振动速度-激励力的导纳矩阵,测试了航行时船尾底板和主机基座机脚处的振动速度,利用测试振动速度和导纳矩阵反推出螺旋桨和主机激励力。基于获得螺旋桨和主机激励力,将各个舱室的仿真振动速度与测试值对比,误差在工程允许范围内,验证了激励力的准确性。在边界元模型上加载激励源,分析了邮轮激励源引起的水下噪声辐射的特点,并单独加载螺旋桨和主机激励力,分析这两种激励源对水下噪声的贡献率,为邮轮结构水下声辐射的前期评估和后期控制提供参考。

100m新型极地探险邮轮振动特性研究

建立了新型极地探险邮轮的有限元模型,利用虚质量法计算了整船湿模态,并与激励力主频对比,初步验证整船结构振动特性设计的合理性。通过频响分析方法计算了振动速度-激励力的导纳矩阵,测试了航行时船尾底板和主机机脚处的振动速度,利用测试振动速度和导纳矩阵反推出螺旋桨和主机激励力。将得到的螺旋桨和主机激励力加载至有限元模型中,计算各个舱室的振动速度,并与舱室振动速度测试值对比,误差在工程允许范围内,验证了激励力的准确性。在有限元模型上单独加载螺旋桨和主机激励力,计算各个舱室的振动速度,分析两种激励源对各个舱室振动速度的贡献率,为新型极地探险邮轮的前期振动评估和后期振动控制提供针对性参考。

极地探险邮船舱室单元进舱方案设计与强度分析

以某极地邮船6甲板艉部舱室单元进舱为例,研究舱室单元进舱方案。通过有限元分析方法计算舱室单元在不同进舱方案下临时开孔和拆除立柱时的强度和变形,同时评估船舶运营时整船变形对舱室单元的影响。计算结果表明:舱室单元在不同进舱方案、不同状态下的结构强度均满足要求,但为保证进舱空间充足,需逐步去除影响进舱的立柱,同时保证及时回装;船舶航行过程中,在总纵弯曲作用下叠加局部波峰压力,6甲板和7甲板发生最大的相对变形,该变形量小于舱室预留的间隙,不会对舱室单元产生挤压。