半潜首船型耐波性能研究

半潜首船型是近期发展的减摇新船型,半潜首作为船舶的一个浮体可有效地减小船舶在风浪中的纵向运动——特别是减小纵摇运动以及首部速度、加速度诸运动参数。这对于要求有优良耐波性能的中小型快速船具有重要意义。 本文介绍了半潜首船型耐波性能的理论预报方法,并针对一具体船型计算了半潜首的设置及其形状对运动性能的影响。计算数据和实验结果的比较表明,两者吻合较好。 文中还对二维船舶水动力的数值方法作了改进。     

粘性流中船舶横摇阻尼计算

船舶横摇阻尼的确定是准确预报船舶在波浪中运动的关键之一.本文以粘性流理论为基础,以连续性方程和N-S方程为控制方程.对Series 60船型的二维横剖面绕流进行了数值模拟,计算分析了不同工况下船体剖面的横摇阻尼系数,并与相关实验结果进行了比较.对比和研究表明,本文的方法能给出船舶横摇运动诱导的涡,船体的横摇阻尼等,可进一步拓展应用于船舶在波浪中运动的分析预报和优化设计等方面.     

船舶剖面内的剪应力分布和剪切强度的校核

对较大型的船舶需要进行剪切强度的校核,为此有必要计算在船舶剖面上的剪应力分布。剪应力分布则可根据剪流分布得到。本文用有限元法计算了各种船舶剖面的剪流和剪应力。文中给出了8个不同船型的船舶剖面的剪应力计算的结果。对有两道纵舱壁的油轮和散装货船的剪应力分布特性进行了讨论。最大剪应力通常发生在剖面的中和轴处。对散装货船,在底边舱的斜底板和船侧连结处的剪应力也较大。本文也讨论了船舶剖面参数的变化对剪应力分布的影响。根据剪应力的分布,在给定了许用剪应力以后,可得到船舶剖面所能承受的最大允许剪力,将此值和由船舶总强度计算得到的最大总纵剪力值比较,就可校核该船是否满足剪切强度。     

舰船顶层设计中的耐波性预报模型研究

通过改变母船的船长和剖面参数来改变船型,得到系列样本船型,应用基于切片法理论的舰船耐波性计算程序对母船及样本船型进行计算,将所得计算结果进行多元回归分析,得到船舶耐波性预报数学模型.分别用耐波性计算程序和回归模型对例船进行计算,结果证明该预报模型具有较高的精度.     

船舶在浅水域横向停靠运动粘性水动力计算

研究船舶在浅水域的低速横向漂移运动对研究船舶停靠运动特性具有重要意义.船舶停靠通常是一个低速慢漂的过程,在这个过程中,由于船舶特定的运动形式和几何形状,粘性水动力起主要作用,而兴波很小,其影响可以忽略,可以将自由面作为刚壁处理,从而使问题简化并大大减小数值计算的计算量.文中以标准Wigley船型为对象,对船舶在浅水中横向漂移运动的粘性流场和水动力进行了计算.为了得到准确、稳定的计算结果,分别选取了不同的计算区域、网格数量和湍流模型进行计算,并将计算结果与他人的计算结果和模型试验结果进行了比较,确定了模拟船舶低速停靠运动粘性流场的有效的数值方法.     

甲板上浪与船舶横摇计算

本文介绍了船舶在甲板上浪后,甲板上水的运动和船横摇运动的计算方法。应用这一方法,并与切片理论相结合,可以在时域内比较真实地计算船舶在甲板上浪情况下的横摇运动。文中作为简化,仅考虑柱形船模在波浪中的横摇,但这一方法可以很容易地用切片方法计算实际的船型。     

复杂形状船体剖面水动力系数计算方法研究

基于势流理论的源汇分布法适合计算双体船,小水线面船等特殊形状的剖面,对常规船型的计算精度满足工程精度要求,但对粘性效应较明显的非常规船型计算精度较差。文章借助计及粘性效应的CFD软件Fluent,模拟物体在水池中作受迫振荡,采用RANS方法计算复杂形状船体剖面的简谐振荡力,对该力的拟合分解可以得到水动力系数。通过对首部形状较复杂的船型纵向运动预报结果比较表明采用RANS方法计算剖面水动力系数由于考虑了粘性效应,对阻尼系数计算更符合实际物理特征。因此对粘性影响较大的复杂船型文中提出的方法优于常规势流算法。     

大型船舶港内操纵的拖力计算

根据船舶的受力情况,对船舶所需拖力进行计算,实现各种海况和不同船型的港内操纵运动模拟和仿真计算,以达到合理安排拖轮数量和功率的目的。     

船舶多工况操纵运动仿真及其在初步设计中的应用

首先整理了前人的试验资料，建立了船舶多工况操纵运动数学模型及其仿真系统，给出了一种新的风力及风力矩数学模型并预报了船舶在风力作用下的操纵运动；并且提出了估算浅水中船体水动力的新方法，预报了船舶在浅水中的操纵性能；同时，对船舶紧急停船运动进行了仿真研究，给出了合理的计算模型。最后基于船舶操纵性能仿真系统开发了一个利用船舶操纵性能确定船型尺度的初步设计系统。     

长上层建筑计入船体梁总纵强度研究

目前许多船型设计长上层建筑,主船体舷侧一直延伸到上层建筑甲板。规范进行船体梁总纵强度评估时,会涉及船体横剖面剖面模数和船体梁弯曲正应力的计算方法。综合考虑上层建筑有效度和剖面折减系数,研究了长上层建筑参与总纵弯曲的船体梁理论,应用了长上层建筑和主船体弯曲正应力的计算方法,验证了该方法对具有多层长上层建筑甲板船型的适用性,可应用于对具有长上层建筑的船舶初步设计校核。     

浅水中航行船舶的水动力系数

本文利用切片理论数值研究了浅水中前进船舶的水动力系数.为计及水深的影响,采用简单格林函数方法求解剖面水动力系数,提出了满足辐射条件的一种较方便的数值方法.计算了一数学船型的水动力系数,并与有关文献结果比较验证了数值方法的可行性.数值结果显示了水底效应对航行船舶水动力的影响,为进一步研究浅水航行船舶的耐波性提供了基础.     

浅析船舶走锚后的漂移速度

由于港口泊位数的不足,致使船舶抛锚等待的几率增加,加上时间延长,气象变化,致使走锚几率增加.走锚事故后对船舶运动的掌握和控制就显得越来越重要.文章在分析走锚原因及走锚后船舶运动情况的基础上提出了一个近似求取走锚船漂移稳定速度的数学模型,并据此模型进行了特定船型的计算,列出计算结果,以期能对实践有所指导.     

WIGLEY船型的水动力脉冲响应函数分析研究

船舶在水上航行时不可避免地会受到波浪的影响,对船舶在波浪中的运动时域进行准确预报是船舶水动力研究的主要内容,也是现代航海工程的研究热点之一。WIGLEY船型作为一种通用的船型,对它的水动力进行深入研究具有重要的现实意义。在WIGLEY船型水动力的分析中,可用的方法较多,脉冲响应函数法的计算结果比较准确。基于此,本文从船舶水动力脉冲响应函数法分析入手,论述了WIGLEY船型的水动力脉冲响应函数验证。结果表明,该方法比格林函数法的准确性更高。     

船舶期望航速百分数的计算与分析

船舶耐波性指标是船舶营运决策及设计的一个重要依据,船舶作业时间百分数和期望航速百分数是目前常用的两个耐波性指标.文中从船舶在波浪中运动的机理出发,在船舶耐波性理论预报的基础上,介绍了船舶期望航速百分数的计算方法,对其进行了扼要分析,并指出船舶期望航速百分数常用于船型优化和耐波性设计方案优选.     

乌江航道千吨级船舶K、T指数计算方法

为得到乌江航道千吨级标准船型的K、T指数计算经验公式，基于乌江航道和乌江千吨级船舶特点，提出适应于该船型的船舶操纵运动数学模型研讨小组（Ship Maneuvering Mathematical Model Group，MMG）模型，利用船模试验资料验证模型的准确性。利用该模型对一系列千吨级船舶进行模拟仿真，得到Z形操舵运动曲线，并使用野本法得到该系列船舶的无因次化K、T指数。将所得结果作为样本库，利用交叉二次回归方法，计算得到适应于乌江千吨级船舶的无因次化K、T指数计算的经验公式。在此基础上使用3条实船的试验数据验证所提经验公式的精确性。     

风,流作用下船舶操纵运动的模糊控制方法

以“Ｍａｒｉｎｅｒ”船型为例，预报了船舶在定常风及海流作用下的运动性能，并将模糊控制理论应用于船舶操纵运动控制，建立了合理的模糊控制规则，模糊控制参数为船舶盘算向及及船舶横向位置。     

FLUENT计算任意二维剖面受迫振荡水动力

利用FLUENT求解二维任意剖面在深水中垂向强迫振荡问题。将矩型剖面的垂向非定常水动力计算结果与实验值两者进行比较,结果吻合。在此基础上计算加装组合附体的船型剖面的辐射力,验证了组合附体减纵向运动（文中为“垂荡”）的效果,对深化组合附体优化设计具有重要的参考价值。     

船舶运动与液舱晃荡耦合频域计算方法

[目的]随着载液船舶(LNG,FPSO,FLNG等)的大型化以及对作业效率和作业安全性要求的不断提高,液舱晃荡以及由其引起的船舶运动问题愈发严重。为有效解决该问题,[方法]首先,基于三维势流理论和波浪辐射绕射理论,采用高阶边界元法开发波浪与三维结构物作用的计算程序,选取某艘FPSO船型,将本程序的计算结果与采用水动力计算软件AQWA,HYDROSTAR所得结果进行对比,验证程序的准确性;然后,将液舱晃荡水动力系数的频域求解方法与船舶运动的频域求解方法相结合,建立考虑液舱晃荡影响的船舶频域运动方程,获得耦合液舱晃荡后的船舶运动响应;最后,以一艘加载了2个液舱的FPSO船型为例,论证该计算方法的准确性。[结果]通过对比液舱不同装载下的船舶运动响应,发现存在着船舶的横摇共振频率出现偏移、耦合横摇运动幅值存在多个峰值,以及液舱装载不同对船舶运动的影响也不同等现象。[结论]所做研究可为载液船舶运动响应设计提供参考。     

工程船动力定位系统滤波器设计与研究

为了解决卡尔曼滤波器在给定艏向线性化和过程噪声矩阵难以精确计算的问题,在建立船舶动力定位系统数学模型的基础上,设计了基于Sage-Husa自适应滤波算法的动力定位系统滤波器,并针对具体船型进行了滤波器设计,通过实船试验表明此方法能够很好的滤除高频运动信息的干扰,准确地估计出船舶低频运动信息,在工程上是可行的。     

大型自航绞吸挖泥船的耐波性预报

选取三维势流理论,使用SESAM软件计算大型自航绞吸挖泥船在规则波中六个自由度的运动响应,并根据线性系统的响应规律对甲板上浪和螺旋桨出水做了短期预报,在计算中考虑了短峰波和方向谱.为考察艏艉开槽对船舶耐波性能的影响,计算时选取了艏艉封口的船型作对比计算,计算结果表明艏艉开槽降低了船舶的耐波性能.