新型极地模块运输船总体设计综述

21 000 DWT模块运输船是中远海运重工为荷兰船东设计建造的新一代模块运输船,具有绿色、节能环保、操作灵活方便等特点,可常年在极地水域航行。文章主要介绍船舶载运重大件货物的要求,设置全通无障碍载货甲板对全船总体布置的影响,以及线型优化设计、完整稳性特点和主要压载系统等方面以及冰区加强结构设计和低温环境船舶安全航行的特殊设计。     

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.     

极地重载甲板运输船失电恢复的解决方案

极地重载甲板运输船是常年航行于北极冰区的电力推进船舶,其电力系统的可靠性对航行安全至关重要。介绍了极地重载甲板运输船的电力系统配置及运行工况,分析了DNV规范对电力系统失电恢复的要求及响应方法,研究了极地甲板运输船在失电恢复系统设计中遇到的特殊问题及多种解决方案,结合建造的实际情况,提出了该船失电恢复的设计原则以及实施过程中遇到的问题及解决方法。     

不同类型层冰载荷作用下船首结构响应研究

由于北极地区冰情复杂,分布着大量无规则浮冰,因此极地运输船在航行过程中难免会与冰区浮冰发生碰撞,引起船体结构响应。本文基于Ls-dyna软件构建船水冰全耦合模型,对极地运输船舶与规则层冰和不规则层冰发生碰撞分别开展数值模拟,对冰厚和航速2种不同工况条件下的船首结构损伤变形及碰撞力均值进行对比分析。研究发现,不规则层冰载荷下引起的船体结构响应更为剧烈,碰撞力均值更大,为北极冰区运输船的航行安全提供了参考。     

全球首艘2.5万吨级极地重载甲板运输船交付

正2016年1月22日,由上海船舶研究设计院(SDARI)和广船国际联合为北极YamelLNG项目设计的全球首艘2.5万吨级极地重载甲板运输船在广州交船,并将开往天津港承运天然气模块。Yamel LNG项目是全球最大的天然气开发项目。极地重载运输船的建造旨在为俄罗斯北极地区天然气运输及供应到欧亚两洲。首制船名字为"AUDAX",有"勇气"、"胆量"和"决心"的寓意。本项目从设计到施工到试航交船,不到19个月,对SDARI和船厂都是巨大的挑战。该船具有很强的破冰能力,可常年在极地冰区航行,能在1.5 m冰厚的海况下保持2 kn的     

冰雪中的极地科学考察船

正我国自1984年首次组队开展南极考察至今,先后赴南极地区担负运输、科学考察的船只有5艘,它们是"向阳红10"船、"J121"号、"海洋四号"船、"极地"号和"雪龙"船。其中,前3艘船只进行过一个南极航次,"极地"号为冰区加强型运输船,在1986年购进后,经过改造投入到我国极地考察,1992年退出极地考察序列。"雪龙"船1993年购自乌克兰,原船设计为极区破冰运输船,经过两次改造后,成为我国目前唯一的极地科学考察船。     

2万t极地多用途船安全设计

针对极地运输船舶的安全设计问题,以某2万t极地多用途船为研究对象,参考芬兰瑞典冰级规则(FSICR)、极地规则和船级社相关规范,提出了极地运输船在船体结构、甲板机械防护、消防救生设备防护、通道防冻、居住区安全、航行安全及通信等方面的安全措施。应用这些措施有利于提高极地运输船的安全性。     

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。     

大型极地运输船主机功率评估方法研究

文章根据推力和阻力平衡原理,结合冰阻力模型试验结果,初步探索了大型极地运输船主机功率的评估方法。文中以一艘极地航行运输船为例,结合冰水池试验结果和满足RMRS规范要求的主机功率评估结果,对上述评估方法进行了验证。当采用理论方法评估主机功率时,设计者必须具有一定的经验,才能正确考虑冰桨相互作用以及螺旋桨的抽吸作用;当采用传统拖曳水池进行低速拖曳模型试验评估主机功率时,虽然推力减额的测量结果没有包含冰桨相互作用的影响,但一定程度上也可满足评估要求。评估结果表明:文中初步探索的理论和模型试验评估方法,能够满足该类极地运输船舶主机功率的评估,可为设计者提供参考。     

破冰航行工况下的极地运输船舱室噪声评估

极地运输船在破冰航行工况下受冰载荷的作用会产生瞬态冲击噪声,同时其螺旋桨激励力会发生改变,从而影响舱室噪声。由此,对极地运输船舶在破冰航行工况下的舱室噪声评估方法进行研究,采用统计能量法与虚拟模态综合法相结合的方法进行评估,当在低频段下采用该方法所得结果的精度难以满足要求时,采用有限元法和边界元法进行评估。从模型简化、噪声源激励确定和计算评估等方面阐述评估的系统化流程,重点考虑冰载荷对舱室噪声的影响,为破冰型极地运输船舱室噪声评估方法的规范化提供参考。     

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。     

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.     

模块运输船初步装载程序计算分析

本文对极地重载模块运输船的装载工况进行介绍,并对横向装载和纵向装载进行了计算分析。     

极地(冰区)航行船员培训及我国的实施建议

为保证极地（冰区）船舶航行安全、保护极地环境、履行有关国际公约以及基于实施国家海洋战略的需要,分析国际公约对极地航行船员培训要求,研究国外有关国家极地船员培训现状及中国极地船员培训现状,提出中国极地（冰区）航行船员培训实施的建议。     

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。     

基于动力效应的船体远场冰载荷测量与识别

[目的]提出一种基于动力效应的冰载荷反演识别方法。[方法]针对船-冰相互作用过程和结构响应特性之间的卷积关系,使用格林函数建立描述冰载荷的卷积积分方程。针对"天恩"号极地运输船的北极航行,安装应变传感器测量船艏区域的冰激响应。对于求解矩阵的病态性与测量中的随机噪声,引入正则化方法解决识别计算中的不适定问题,并获取动冰载荷时程的数值近似稳定解。依托"天恩"号极地运输船的北极航行实测数据,通过船体在海冰作用下的应变响应对冰载荷进行反演识别。[结果]结果表明,格林函数能够有效识别远场冰载荷的时间历程。[结论]载荷识别的有效性受应变信号强度的影响较为明显。此外,在不同海冰破坏模式下,浮冰尺寸和船-冰接触面积是影响冰载荷特征的关键因素。     

极地重型破冰船结构设计特点浅析

极地重型破冰船是极地航路开辟、救援支援、科学考察及资源开发的重点保障装备。与中低冰级极地船型/破冰船相比，由于其高冰载荷作用环境特点，该船型在高强度钢/特种材料应用、冰载荷作用下结构安全评估以及船体结构布置设计等方面有其鲜明特征，需予以重点考虑，不可武断地沿用以往针对中低冰级极地船型的结构设计经验。该文以某型PC2级极地重型破冰船型为例，总结其结构设计/评估经验，重点就冰区构件高强度结构钢应用、冰区外板复合钢板应用需求与特点、非线性评估技术应用对冰区构件尺度影响、冰致剪力/弯矩分布特点及其对主船体内部平台、桥楼侧壁等非冰带区构件设计影响展开讨论，阐明此类船型结构设计特点及其与中低冰级极地船型/破冰船在整体结构布置思路、冰区结构设计评估方面的主要区别。文中认为：随着冰级的升高，冰载荷的影响已不仅仅局限于冰区外板及其附连构件区域，在冰区构件材料选型及整船全局性结构布置、设计等方面也会产生重大影响。     

基于冰区快速性预报的极地小型邮轮通航信息细化方法

极地邮轮航线规划是冰区航行安全性和经济性的重要保障。面向极地小型邮轮航线规划的需求，基于冰水池模型试验进行了冰区航行快速性预报，提出细化的冰区航行风险评估方法，并给出不同海冰条件下的可达航速建议。据此建立了精细化的通航信息地图，为航线规划打好基础。     

极地重载甲板运输船坐墩有限元计算

本文以极地模块运输船为例,简单介绍了一种使用有限元软件进行坐墩计算的方法和过程,解决了艏艉布墩困难的问题,并对优化措施进行简单分析。     

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。