基于PCL的波浪载荷加载接口程序开发

为了提高全船强度计算时的波浪压力加载效率,提出一种PATRAN环境下的波浪压力自动加载的方法。结合PCL和FORTRAN语言开发一款接口程序,将三维水动力计算程序得到的波浪压力通过基于权重理论的线性插值算法转换到有限元模型上。该程序根据有限元单元与最近两个水动力单元的中心点距离计算确定对应的水动力单元和波浪压力,避免了向船体表面投影的方法可能引起的错误,保证了计算精度。     

基于PCL语言的波浪压力自动加载方法

提出了一种基于PCL(Patran command language)语言的波浪压力自动加载方法.其基本思想是,将单元分为完全在水线以下以及横跨水线的两种类型,第一类单元在加载时直接施加单元压力,对于第二种类型的单元,考虑了部分受压的影响,将四边形单元转化为三角形单元,得到了单元节点力.并对加载的具体实施过程及相关的PCL函数进行了较为详细的说明.最后,利用该自动加载方法对滚装船进行了加载.结果表明,文中的自动加载方法将压力计算与压力施加有机地联系了起来,有效地解决了加载的效率的问题,不仅缩短了加载数据的时间,而且避免了数据录入错误的发生,为有关人员对结构物进行强度有限元分析时进行载荷施加提供了自动化的方法.     

波浪中船舶结构惯性力及在数值分析中加载方法研究

用传统与规范方法系统地分析波浪中船舶惯性力的计算,通过比较总结出两种方法的优缺点,传统方法较适合于手工粗略计算,而规范方法更适合于有限元分析平台上的复杂结构计算。同时对ANSYS结构分析中船舶惯性力的加载方法进行探讨,将传统方法和角加速度加载方法作对比,分析和实际计算得出两种方法计算结果基本一致,但角加速度加载方法更为简单直接,避免了许多繁琐的过程。     

超大型油船舱段结构强度评估平台

双壳油船共同规范JTP对于船长超过150 m的油船推荐采用有限元进行直接计算分析其强度。本文依据JTP中关于舱段有限元建模的要求,采用有限元软件ANSYS的APDL语言,建立了超大型油船三舱段结构强度评估平台。该平台对于同一种结构形式下的不同设计参数,均能自动实现建模、网格划分、边界条件和工况加载、求解以及主要构件的应力输出等功能;初步实现了基于直接计算的超大型油船舱段强度评估的自动进行,为超大型油船的初步设计和结构优化提供了舱段结构强度评估的基础。     

超大型油船舱段结构强度评估平台

双壳油船共同规范JTP对于船长超过150m的油船推荐采用有限元进行直接计算分析其强度。本文依据JTP中关于舱段有限元建模的要求，采用有限元软件ANSYS的APDL语言，建立了超大型油船三舱段结构强度评估平台。该平台对于同一种结构形式下的不同设计参数，均能自动实现建模、网格划分、边界条件和工况加载、求解以及主要构件的应力输出等功能；初步实现了基于直接计算的超大型油船舱段强度评估的自动进行，为超大型油船的初步设计和结构优化提供了舱段结构强度评估的基础。     

基于流固耦合的滑行艇局部结构强度分析

采用ANSYS Workbench软件建立了计及三维波浪载荷的单向流固耦合计算方法和分析流程进行滑行艇结构强度校核,对滑行艇波浪破碎的局部非线性现象有较好的捕捉效果。通过与规范公式计算结果对比表明,采用CFD方法计算的波浪载荷更为合理,能够体现滑行艇结构在不同位置所受载荷的特点,对艇体结构的校核更为精确,可为滑行艇的结构设计提供参考。     

基于水动力—结构模型的VLGC强度和疲劳分析

超大型全冷式液化气船（VLGC）是国际上公认的设计及建造技术难度最大的船型之一,VLGC波浪载荷是船舶设计计算分析的重要载荷,准确的评估波浪载荷对船舶强度的设计非常重要。论文从DNV先进的水动力计算软件HydroD对VLGC船满载和压载工况下的波浪载荷进行了计算,得到了VLGC船相应工况下的运动响应和短期预报、长期预报值,并把计算出的波浪载荷传递到全船结构有限元结构模型中,加载分析得到了VLGC船的应力分布,对相应地方做了适当改进和加强,并对典型节点进行疲劳强度分析,得到了典型节点的疲劳寿命。对VLGC船整个波浪载荷传递到有限元模型的这一套流程做了分析和研究,也为进一步应用水动力方法计算其它船型的结构强度和疲劳寿命打下了良好的基础。     

8 000 t级江海直达驳船的全船结构强度直接计算

对8 000 t级江海直达驳船建立全船结构有限元模型，对特定航线的波浪载荷进行直接计算，参照CCS《散货船结构强度直接计算指南（2003）》计算货物压力，取用强度标准，利用惯性释放处理载荷平衡及边界条件.计算表明该驳船结构满足强度要求。     

船体结构强度评估的线性设计波法研究

针对不适用规范公式计算船体波浪载荷的特殊船型,以一艘浮式生产储油船(FPSO)为例,介绍了一种长期预报设计波法,使用该设计波法确定了FPSO的波浪载荷长期预报极值和设计波波浪参数。同时,与规范计算公式及非线性修正后得到的波浪载荷进行比较分析。最后,利用设计波载荷计算结果,对该FPSO的船体结构强度进行评估。分析结果表明,使用长期预报设计波法计算FPSO的波浪载荷具有一定的合理性,其船体结构强度符合规范要求。     

铝合金游艇结构强度比较分析研究

针对游艇在概念设计阶段只是对外观、结构、空间、布置做初步设计,而结构强度是否能够满足规范要求的不确定性问题,采取规范中规定的总强度载荷弯矩计算方法,分别计算了静水总纵弯矩、垂向波浪弯矩、垂向波浪冲击弯矩,从而得到加载的总纵弯矩。对两艘分别名为Kalos和Scrub铝合金概念游艇进行结构建模以及有限元分析,对中拱和中垂两种工况下,艇体总纵强度和变形情况进行校核,根据应力结果和变形特点对结果进行优化处理。     

沉箱箱壁计算分析和局部优化

采用结构计算程序AN SY S,对北方某港拟建的15万吨级矿石转水码头大直径圆沉箱箱壁进行了计算。对桥梁计算中通用的影响线加载程序进行修改,编制成适用于卸船机荷载的动态规划程序,并嵌入结构分析程序中,计算出最不利组合工况下的沉箱箱壁受力;同时参考AN SY S拓扑优化结果,对沉箱消浪孔形式和布置位置等进行了调整,计算分析后给出了受力性能更为合理的细部构造布置。     

基于波面随机性的船舶底部砰击压力计算方法研究

基于海浪波面的随机特性,研究船舶底部砰击压力的计算方法.分析纵向入水角对船底砰击压力量值的影响程度,建立二者之间的定量关系.在预报船舶砰击压力时引入随机海浪的波面条件,计及船舶运动和海浪波面倾角因素对砰击压力的影响.采用蒙特卡罗数值模拟法对砰击压力的统计规律进行研究,结果表明:计及纵向入水角的船底砰击压力计算方法.更加...     

Computational and experimental study on local ship loads in short and steep waves

Currently, little information exists on the validity of interface-capturing methods in predicting local ship wave loads in short and steep waves. This study compares computational and experimental results in such a case (kA = 0.24, L _wave /L _ship = 0.16). The results allow the variation of wave loading between ten locations in the bow area of the ship to be observed. The computations were performed with an unstructured RANS solver that models free-surface flows with a volume-of-fluid method. In the model tests, the wave loads were measured with pressure sensors. The analysis of the results focuses on the wave conditions and on the pressure histories of the local wave loads. The computational and experimental results are in good qualitative agreement and encourage the further use of the computational results.     

集装箱船整船结构三维有限元强度分析方法研究

以3800TEU集装箱为例，用二维切片理论进行了波浪长期预报，并在此基础上导出等效波组，在整船结构有限元模型上计算船体结构在各等效波上的变形和应力分布。文中叙述的整船结构有限元分析方法，也可以用于其他类型船的整船结构分析。     

基于ANSYS的船舶槽形舱壁有限元建模方法及其程序实现

有限元法已经广泛应用于船舶与海洋工程结构设计和分析计算过程中.基于ANSYS有限元工程分析软件,提出一种建立比较复杂的槽形舱壁结构模型的方法.通过对20,000DWT化学品/成品油船的结构设计,证明该方法的可行性和可靠性.应用Visual Basic6.0程序设计软件编制了相应的计算机程序,实现了ANSYS命令流文件的自动生成,提高了模型建立的自动化.     

一种复杂载荷作用下船舶结构疲劳裂纹扩展预报方法

风暴模型是Tomita等提出的用来评估船舶结构疲劳强度的一种随机波浪载荷简化模型,它能表达波浪载荷是与时间相关的随机过程。文中介绍了风暴模型及波浪诱导应力短期分布的基本特征。将风暴模型和裂纹扩展率单一曲线模型及焊趾表面裂纹应力强度因子的计算方法结合起来,探讨了复杂载荷作用下船舶结构疲劳裂纹扩展预报方法。并用权函数法计算了给定残余应力分布的表面裂纹应力强度因子。预报了对接焊接接头焊趾处表面裂纹在风暴波浪载荷作用下的疲劳裂纹扩展行为,结果表明风暴的大小、顺序,初始裂纹尺寸及残余应力对裂纹扩展行为影响明显。合理的风暴模型参数及初始裂纹尺寸的确定对船舶结构的疲劳寿命预报是非常重要的。     

大开口船波浪载荷长期预报和弯扭强度整船有限元分析

大开口船全船弯扭联合变形与应力的精确计算，必须在整船结构模型上完成。本文以一艘5万吨级大开口船为例，用三维流体动力计算程序进行了波浪随机载荷的长期预报，并在此基础上导出设计波参数组，进而在全船整体结构有限元模型上计算了船体结构在各设计波上的应力分布，并采用嵌入精细舱口角区有限元网络的方法，在整船分析的同时计算出舱口角的应力集中值，获得了船体结构强度的详尽信息。文中阐述了波浪载荷的特点，设计波的确定，浮体完整结构计算的惯性平衡及大开口船的全船计算方法。     

军用双体船抗冲击特性数值研究

为探讨军用双体船的抗冲击特性,采用通用软件ANSYS对典型双体船结构进行有限元建模,基于Geers and Hunter模型的冲击波压力计算方法,使用有限元软件ABAQUS中的声固耦合算法模拟水中冲击波载荷与结构的相互作用,提取设计工况下军用双体船典型部位的冲击时域响应,分析双体船冲击环境特征。通过对双体船典型部位进行强度分析,得出其抗冲击的薄弱环节是由其本身结构特性所决定,相应的计算结果可为双体船结构的设计与优化提供依据。     

游艇码头定位桩内力分析

定位桩是游艇码头的一种重要锚碇形式,现行规范对游艇码头风荷载、波浪荷载等规定存在不详尽之处,为完善游艇码头定位桩的计算分析,采用ANSYS有限元软件对游艇码头在风荷载和波浪荷载作用下的受力情况进行分析,对游艇码头定位桩计算提出合理建议,建议游艇码头计算采用整体建模,风荷载的遮挡效应应考虑船型、受风高度、船舶间距等因素。