基于CFD的汽车运输滚装船参数横摇与减摇研究

为探究船舶参数横摇发生条件,以一艘汽车运输滚装船为研究对象,采用计算流体力学(CFD)软件STAR-CCM+建立虚拟水池并进行数值模拟。通过模拟静水中船舶横摇自由衰减,计算出船舶的横摇固有周期;采用控制变量法分别探究波高、波长、航速和遭遇频率等对船舶参数横摇的影响;为该船设计并搭载减摇水舱,分析减摇水舱对参数横摇的抑制效果。结果表明:在迎浪规则波中,当波浪达到一定高度,且波浪遭遇频率为船舶横摇固有频率的2倍时,该船的参数横摇最为剧烈;当减摇水舱固有周期等于该船的横摇固有周期时,减摇水舱对参数横摇现象有较好的抑制效果。

大型汽车滚装船Racking变形影响要素分析

为了分析大型汽车滚装船Racking变形的影响要素,以某7000车滚装船为对象,分析Racking变形的分布规律。通过设计3种不同位置的梯道围壁结构,比较不同长度和宽度的围壁对Racking变形的影响。以甲板横梁和舷侧肋骨主要尺寸为参数,分析其对Racking变形的影响,并分析Racking变形和疲劳损伤之间的关系。结果表明:对Racking变形影响最大的是梯道围壁,其位置选取非常关键,变形值与围壁的长度和宽度基本是线性相关;甲板横梁的尺寸对Racking变形也有明显影响,舷侧肋骨的影响相对较小;疲劳累积损伤与Racking变形直接相关。分析结果对控制大型汽车滚装船的Racking变形和提高疲劳强度有指导和参考作用。

PCTC市场分析与平均关键建造周期对标分析

基于英国克拉克森研究公司和全球主要船级社的网站数据,根据手持订单量和交付与完工情况对全球汽车卡车运输船(Pure Car and Truck Carrier,PCTC)进行市场分析,对全球PCTC平均关键建造周期进行对标分析,查找国内造船企业与国外造船企业的差距,为我国造船企业缩短PCTC建造周期提供改进目标。

PCTC货舱通风关键技术

为降低汽车运输船(Pure Car Truck Carrier,PCTC)的噪声,减小其电力消耗,对风机房和风道的主要组成部分、独立风机房和结构风机房的不同的特点进行分析,并对货舱内部流场、通风阻力、噪声控制等3方面的关键技术进行研究。结果表明:货舱内部流场主要取决于通风总体方案;控制风道通风阻力是设计的关键,对风机房选型和控制噪声有很大影响;计算流体力学(Computational Fluid Dynamics,CFD)分析可有效提高设计的准确性。研究成果可为PCTC货舱通风设计提供一定参考。

船舶滚装通道结构设计标准与轻量化设计分析

为更好地指导船舶滚装通道的结构轻量化设计,对当前滚装船滚装通道结构设计标准进行梳理。在国际标准方面,聚焦国际海事组织(International Maritime Organization,IMO)和国际船级社协会(International Association of Classification Societies,IACS)的相关技术要求;在行业技术标准方面,重点关注各国船级社的相关技术要求。对滚装通道结构设计中的关键技术进行分项阐述,并以中国船级社(China Classification Society,CCS)滚装通道结构设计的技术要求为例,解析其结构分析及衡准要点。研究成果可为船舶滚装通道的结构轻量化设计提供一定参考。

7000车双燃料汽车滚装船LNG燃料舱布置设计

结合PCTC特点,提出7000 PCTC双燃料滚装船的LNG燃料舱布置方案,进行LNG燃料舱和鞍座设计;运用AM模拟拆分组立,得出装配程序,结果表明,该设计的车辆通行没受到影响,根据载荷分布设计燃料舱和鞍座,通过了强度校核;模拟拆分组立,得出船体分段与鞍座可以实行一体化设计建造,设计方案解决了车辆甲板面积问题,提高了船舶稳性,扩大了先行组立范围,缩短了建造周期,形成了LNG燃料舱船体设计制造方法。

完全可逆风机在PCTC船货舱通风系统中的应用

以某汽车滚装运输船(PCTC)船为例,采用完全可逆风机设计2个新的方案,并与原方案进行对比分析。结果表明:若不考虑改变风机和风道的数量,装卸货时电力消耗降低10.3%,海上航行时电力消耗降低15.7%;若考虑改变风机和风道的数量,可减少约10%风机和风道的数量,但电力消耗有所提升。研究表明:完全可逆风机的运用有利于降低能耗、设计难度和建造成本,值得被广泛应用。

汽车运输船型主尺度发展趋势

针对汽车运输船型主尺度的主要特征,分析日本主要码头、航道以及巴拿马船闸等关键要素的限制条件,从时间序列的角度总结汽车运输船型总长、船宽,以及长宽比等主尺度参数的历史演变过程和发展趋势,分析归纳对汽车运输船稳性、快速性的等性能产生影响的参数,结合行业和市场发展趋势提出汽车运输船型主尺度未来的发展方向。

3 600车双燃料汽车滚装船总体设计

3 600车双燃料汽车滚装船是国内设计建造的世界首型双燃料加电池混合动力汽车滚装船,交付后主要用于欧洲区域航线营运。该船燃气模式下的氮氧化物排放满足国际海事组织Tier Ⅲ排放要求。着重介绍该型滚装船的主尺度选型、总布置、双燃料系统布置、车辆通风布置、完整和破舱稳性、推进系统以及节能环保措施,对绿色环保型滚装船的开发具有借鉴意义。

智能控制废气再循环系统在某车滚船的应用

基于智能控制废气再循环(intelligent control by exhaust recirculation,iCER)系统,通过原理设计、设备布置及系统设计等方式,利用实船安装、调试和试验相结合的方法,分别测得主机台架试验和实船试验时的相关参数,并与未配备iCER系统的主机的参数进行对比。经试验验证,主机配备iCER系统可减少温室气体和甲烷的排放,降低燃油燃气消耗率。

汽车专运船单层甲板装载配载优化

为减少多港装卸下汽车专运船单层甲板内部由于不合理的车辆摆放顺序而造成的移货代价,利用启发式算法以先制订再优化的思路生成单层甲板的配载方案.首先建立甲板和装载车辆坐标网格模型;然后利用GRASP算法将车辆插入甲板空位中,得到初始配载方案;最后利用Dijkstra算法和ALNS算法对配载方案进行优化.以上海船舶研究设计院研发的汽车专运船VIKING CONQUEST为例,选取主装货甲板进行配载,并将算法配载结果和7个人工配载方案进行对比.结果表明:所提算法可以生成移货代价较小的配载方案,有利于提高汽车专运船运输的效率.

2500车滚装船阻力性能试验与计算

给出了2500车汽车滚装船的主要尺度和线型特征,并从船模试验和计算流体力学理论计算两个方面研究该船的阻力性能。

汽车滚装船抵抗挠曲变形的构造分析

以某汽车滚装船为例,运用有限元计算软件FEMAP with Nastran分别建立初始状态、典型横舱壁方案以及其他构造考虑方案的整船体模型,探讨各方案的构造特点及在各层甲板处的相对挠曲变形量,以典型横舱壁方案在整船抵抗挠曲变形上的能力值为参考,对比各模型的计算,结果表明,双壳构造结合梯道围壁的方案与典型的横舱壁设计方案相比较,在整船抵抗挠曲变形能力上有一定的近似性。

7 500车双燃料汽车滚装船结构设计优化

与传统的大型汽车滚装船(PCTC)结构设计相比,7 500车双燃料PCTC结构设计的难点在于大型液化天然气(LNG)储存罐的合理布置,以及在不影响车辆甲板面积的情况下,防横向挠曲变形结构的合理设置。针对这些难点,对多种结构设计方案进行分析,提出7500车双燃料PCTC结构布置优化方案,阐述此类船型的屈曲强度校核、大型LNG储存罐局部强度问题和特殊节点疲劳强度的解决方法。

关于汽车运输船舱内裂纹损伤

针对汽车运输船（ＰＣＣ）船侧非贯通横舱壁周围裂纹损伤这一突出问题，通过有限元数值方法对一具有代表性的实船损伤实例进行了分析；并在此基础上，重点对其加强方案进行了多种探讨比较以及相应的累积疲劳损伤估算，提出了一个较佳加强方法，为从工程的角度解决ＰＣＣ舱内裂纹损伤，提供了可供参考的结果．

初稳性高取值对柔性设计大型汽车运输船疲劳强度评估影响的研究

柔性设计大型汽车运输船具有型深大、甲板层数多、货舱区不设置横舱壁、甲板横向强构件和舷侧垂向强构件柔性连接等结构特征,造成了突出的疲劳强度问题。在现有的疲劳强度评估简化方法中,初稳性高GM取值对疲劳载荷、Weibull分布参数、过零频率都存在影响,而规范并没有针对GM取值有明确的要求,因此GM取值对汽车运输船的结构可靠性研究具有重要意义。论文依据挪威船级社规范,采用疲劳寿命评估简化计算方法,研究了GM取值对7800车汽车运输船疲劳寿命预测值的影响规律。这项研究对于非常规船型的结构疲劳性能评估方法研究具有一定的参考价值。

适用于汽车滚装船的外飘砰击规范要求对比研究

通过逆解析不同船级规范中关于汽车滚装船外飘砰击校核的计算公式,对不同船级规范采用的计算模型进行了对比,分析了不同规范外飘砰击计算模型之间的差异.以某汽车滚装船为例,对比了不同规范的首部外飘砰击载荷,在此基础上分析了不同规范外飘砰击强度要求之间的差异,为汽车滚装船的首部结构设计提供参考.

汽车滚装船货舱区支柱横向挠曲有限元分析及优化

根据汽车滚装船的结构特点,在货舱区横向挠曲过程中,支柱与强横梁的交界处常出现应力集中现象。以某汽车滚装船为例,建立货舱段有限元模型,进行直接计算分析。对比设计载荷的影响,重点考察支柱附近区域强度,并根据计算结果提出支柱优化方案,减小应力集中,保证足够的强度裕度。

2000车位汽车滚装船设计特点

简要介绍了迄今我国国内首艘自行设计建造的2000车位汽车滚装船设计概况和设计特点。

双燃料PCC船LNG燃油舱破舱强度计算研究

双燃料汽车运输船(PCC)一般要求在破舱情况下还能保证LNG燃油舱的完整性,但由于PCC船具有破舱吃水远远大于设计吃水的特点,导致LNG燃油舱在破舱时将会承受非常大的水压,目前各船级社规范均没有对这种情况给出明确的计算要求和计算方法。文章提出一种采用NAPA读取破舱吃水并拟合得到相应的最大破舱吃水,从而确定破舱载荷的方法 ;以某双燃料PCC船为案例,利用有限元分析方法对该PCC船的LNG燃油舱在破舱下的结构强度进行计算。经验证,该船的LNG燃油舱结构强度满足要求。