大型高冰级破冰LNG船结构设计

针对LNG船在极地高冰级要求下的结构设计问题,基于PC规则和俄罗斯规范对某大型极地破冰LNG船完成满足PC3、PC4和Arc7高冰级要求的三套结构设计方案,探讨艏艉双向破冰要求的冰区加强区域划分方法,分析对比PC3、PC4和Arc7三种冰级冰区加强的要求和计算结果,通过有限元直接计算分析模拟冰载荷对船体结构造成的影响并与规范计算的结果进行比较。     

极地冰区船舶发展分析

分析了极地冰区船舶发展的背景,对极地航道、资源开发等因素等进行论述,认为发展极地冰区船舶是未来船舶行业发展的重要方向。研究了与极地航行船舶相关的规范、规则的发展情况,认为规范和规则对极地冰区船舶的运行安全和减少排放等要求日趋严格,各船级社对极地船舶的设计要求和验证方法逐渐统一。介绍了当今世界主要的破冰船船型及动力系统,并对极地冰区船舶的发展特点进行分析。     

极地破冰型阿芙拉油船的线型设计

为开发PC6冰级的阿芙拉油船线型,总结归纳极地水域航行船舶规则中对PC型极地航行破冰船舶的要求,探究破冰线型的基本特点。在常规Aframax油船线型的基础上,设计两型不同形式的满足PC6要求的线型,按照规范计算包括原线型在内的三型线型的有效冰载荷,计算各线型在开敞水域设计航速下的快速性,对比计算结果,综合分析,确定满足要求的PC冰级Aframax油船线型。     

基于环向裂纹法的冰激载荷船舶运动响应研究

为保证船舶在冰区安全航行和船上机械设备安全，需要考虑冰激载荷特性引起的船舶运动响应问题。论文以一艘极地运输船作为研究对象，采用基于半经验公式的数值方法模拟连续破冰情况下船舶所承受的冰载荷，求解冰区船舶在平整冰区域直航过程中由冰载荷冲击引起的运动响应，计算分析横荡、纵荡和垂荡3自由度冲击加速度，同时基于中国船级社规范，选取PC3冰级，计算规范要求的冲击加速度，将两者计算结果进行对比，揭示了在不同冰厚、弯曲强度和船-冰摩擦系数下加速度的变化趋势。此数值模拟方法对冰区船舶设计与冰区航行具有一定的指导意义。     

CCS发布《极地船舶指南》

正极地水域地理位置独特,环境条件特殊,船舶在极地水域航行时,因冰和/或寒冷气候,以及其他不可低估的条件,存在附加风险,降低船舶的安全,比如船—冰碰撞影响船体结构强度,寒冷气候可能导致船舶稳性减弱、引起管路冰冻、航行设备失效和船员执行力下降等。CCS已颁布了船舶冰区加强和船舶防寒的规范要求,构成完整的船舶规范体系。本次《极地船舶指南》旨在为实施CCS冰级规范和防寒规范、IMO《国际极地水域操作船舶规则》提供技术指导,保障极地航行船     

基于多目标优化算法NSGA Ⅱ的极地穿梭油轮型线设计

[目的]随着北极丰富油气资源的不断开采,需要大量满足极地航行要求的船舶。[方法]将非支配排序遗传算法(NSGA Ⅱ)应用于船体型线优化设计,提出极地船舶多目标优化方法。以船舶无冰静水阻力以及冰区航行阻力为优化目标,通过极地船舶排水量以及船舶能效设计指数EEDI两项标准进行船型筛选,快速实现满足冰区船舶装载量与EEDI排放要求的船型优化。以常规6.5万吨穿梭油轮为研究对象,采用全参数化建模方式,通过极地船舶多目标优化方法分别对3种不同艏部形式的船型进行优化,[结果]优化后的船型均满足冰区IA级航行要求,其中无冰静水阻力最大减小约12.94%,冰区最小推进功率最大减小约27.36%,[结论]有效验证了基于NSGA Ⅱ的极地船舶多目标优化方法的可行性与合理性。     

极地模块运输船防冰防冻措施

文章简要介绍模块运输船的船型功能和特点。中远船务研发的经济型极地模块运输船,冰区加强等级为LR船级社冰级符号"1A",满足季节性极地冰区航行要求。以此船为例研究其防冰防冻措施,为该类船舶在极地安全运营提供有效保障。     

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。     

极地船舶规范及其主要技术发展

通过梳理极地船舶国际公约、规范技术现状，分析中国船级社建立的极地航行船舶规范特点，并结合我国极地战略及发展需求，总结未来极地船舶规范的技术发展趋势。针对极地船舶破冰技术、防寒技术和航行及保障技术等重要关键技术问题，从船舶结构冰载荷技术、冰载荷作用下的结构强度计算、冰载荷激励下螺旋桨和轴系强度、极地船舶防寒设计与低温试验验证、极地操作能力评估和冰区操作船体监测技术等方面进行阐述，提出了发展建议，为未来我国极地船舶规范体系的自主构建提供技术支持。     

极地航行货船的轮机设计

简述了极地航行船舶的相关规范要求,包括极地级船舶统一要求、防冰冻规范、东北航道要求以及极地水域运作船舶安全规则.从推进系统的设计和防冻除冰措施两方面阐述了28500 t极地重载甲板运输船轮机专业的设计特点,包括了推进轴系的扭振计算、主机增压器的供风、冰区海水箱布置、压载舱防冻系统、消防系统防冻、通风和透气以及舱室及甲板面的加热措施等.     

北极航运及冰区船舶主机功率探讨

简要介绍北极地区航运情况与特点,分别利用芬兰-瑞典冰级规范、芬兰-瑞典冰级规范导则及美国船级社抗冰级船舶指导说明,对一艘阿芙拉型(Aframax)油轮进行1A冰级主机功率加强计算,指出规范计算1A冰级阿芙拉型油轮的不足。讨论虽然针对1A冰级船舶,但对于PC7级船舶的主机功率计算也有指导意义。     

极地船轴系的强度设计分析

极地船舶的开发是我国极地战略目标的重要支撑部分，而船舶的动力心脏——推进系统的强度设计因极地冰区的多工况航行变得更为复杂。为保证船舶在极地航行的可靠性和安全性，该文介绍了DNV船级社关于极地船轴系强度的基本设计理念和相应的规范要求。关于冰载激励对推进系统设备的影响，DNV基于其经验推荐了1种考虑柴油机气缸激励和冰载激励相位角的数字解决方案。文中应用DNV开发的Nauticus Machinery软件对某PC4级别的冰区船舶轴系分别进行了时域和频域扭振计算，然后采用Palmgren-Miner线性累积疲劳方法进行了该轴系尺寸的合规性分析，并对时域分析结果和频域分析结果进行了比较。针对极区船推进轴系的强度设计，文章提出了1种迭代方案来进行轴系的尺寸设计及优化。     

极地油船结构增重及其对经济性的影响

以某型满足PC4级的11万吨级极地航行原油船为研究对象,在分析冰区设计载荷的基础上,分别采用规范计算法和直接计算法对冰带区结构进行强度评估,并分析冰区结构质量增加情况.在此基础上,探索性研究PC1～PC7冰级对冰带区结构质量的影响,以及结构增重对船舶经济性的影响.研究成果可供极地船舶设计参考.     

冰区航行船舶操纵性研究综述

极地资源的开发和北方航道的通航对冰区船舶操纵运动性能提出了更高的要求和挑战。论文梳理了冰区航行船舶遭遇不同冰况时的操纵性特点,分析了冰区船舶操纵问题的本质,对国内外冰区船舶的全尺度和模型的操纵性试验、冰-船相互作用下的操纵性数值预报研究进展进行了介绍。冰区船舶操纵性的研究主要应用基于经验公式的半数值计算方法,仍是一个较新的领域。     

某钻井船冰区海底门设计

随着极地资源不断被勘探发现,极地概念愈发火热。然而,极地水域气候恶劣,故在船舶设计中需充分考虑环境因素对于船体相关系统的影响。海底门在船体中虽仅占很小一部分,却是全船的海水源头,为船舶提供冷却、消防、冲洗等海水,保障船舶正常运行。鉴于其重要性,ABS、CCS、DNV船级社以及IACS极地规范均对冰区航行海底门的设计建造提出了具体要求。文中以某钻井船为例,针对该船需满足ABS Ice Class C0级冰区加强的要求,同时结合后期极地开发的需求,对该船冰区海底门的设计和特点进行详述。     

主要船级社冬季化船级符号分析及其在船舶设计中的应用

文章对主要船级社冬季化符号的相关要求和《极地水域营运船舶国际规则》进行了分析,通过对比分析国内外的相关规范规则,提出了不同规范规则的主要差异和存在的问题,并针对这些问题给出了相关对策。以中远船务研发的冰区双燃料平台供应船为例,阐述了冬季化船级符号在该船设计中的应用,为具有冬季化船级符号的船舶设计提供参考。     

不同冰级破冰船船级社最小功率要求分析

总结RS、BV、ABS、DNV 4家船级社的破冰船冰级和最小功率要求,对3型不同船型和不同冰级的破冰船进行最小功率计算,得出规范中破冰船最小功率要求的适用性与特点,找出规范中影响破冰船最小功率要求的关键因素,对比发现,破冰船实船功率能较好地满足RS和BV规范计算结果,而ABS、DNV规范计算结果偏向保守。     

冰载荷作用下乙烯运输船结构强度评估

对乙烯运输船在北极航区航行时海冰对船体结构带来的影响进行研究,评估舱段结构强度.以某乙烯运输船为例,根据IACS于2007年出版的《极地冰级规范》(Polar Class)指定冰级,分析冰区船舶所受外载荷,设计加强所选液化气船货舱区结构;采用MSC.Patran/Nastran建立三维舱段模型,进行计算分析,评估货舱段船体结构强度,确保冰区航行船舶结构的安全可靠性.     

极地规则及其相关IMO和IACS文件若干问题浅述

继2014年12月MSC 94通过了极地规则中与安全有关的要求和相关的SOLAS修正案后,2015年5月MEPC 68通过了极地规则中与环保有关的要求和相关的MARPOL修正案,这样一个完整的与安全和环保均有关的极地规则获得了最后通过,其作为SOLAS和MARPOL两项公约的一部分具有强制性。此前IACS发布了统一要求IACS UR I。极地规则包括了强制性的第I-A篇"安全措施"和第II-A篇"防污染措施",以及推荐性的第I-B篇和第II-B篇。在这两项公约的修正案中均列入极地规则的定义,SOLAS修正案的定义中,明确"引言、第I-A篇和第II-A篇可由MSC予以修正",MARPOL修正案的定义中,明确"引言、第I-B篇和第II-B篇可由MEPC予以修正"。极地船舶分A、B、C三类,极地规则对A类船舶、B类船舶和冰区加强的C类船舶的构件尺寸作出规定,其中,对A类和B类船舶,要求符合IACS UR I"极地级的要求"。     

艉部先行模式下的船-冰碰撞载荷模型试验研究

双向航行极地船舶带来了艉部先行的全新冰区航行模式,然而现行冰级规范中针对艉部区域的设计冰载荷及结构加强水平仍存在着较大的分歧。以我国双向破冰极地科考船雪龙2号为原型开展冰水池物理模型试验,对艉部先行模式下船尾与巨型浮冰的碰撞进行模拟。在碰撞过程中船体冰载荷由粘贴在船尾表面的触觉传感器测得。通过艉部碰撞载荷测试数据,建立了以船体区域因子为基础的艉部区设计载荷评估依据。通过对不同超越概率下艉部区域因子的考察,最终推荐IACS或DNV的建议值,用于双向航行极地船舶的艉部区结构强度设计。针对不同冰级规范艉部区域因子取值的差异,通过讨论设计极限状态与冰条件之间的对应,指出区域因子与极限状态的潜在关联。