直升机飞行甲板降落载荷图

现代舰船一般都携栽直升机，但直升机降落对舰船和直升机本身都具有一定危险。因此在舰船设计时需要研究机舰交互作用对舰载直升机的影响，并需进行海试来确定安全降落操作极限。横向着舰操作对舰的安全是一大难题，这是由于这种降落方式涉及到许多不同的直升机类型，因此，舰船设计人员很难预报飞行甲板可能遭受的载荷。现提出一种飞行甲板降落载荷图法，它是一种利用既定标准来评估飞行甲板的能力，并遵循一种根据简单的直升机参数和海情来预报极限载荷的方法。     

全航速三维线性波浪载荷时域内数值计算研究

高速船舶波浪诱导载荷存在航速效应,波浪诱导船体垂向弯矩随航速增加而增加.针对某集装箱船采用三维时域全航速水动力分析理论预报集装箱船在波浪上的运动性能和剖面载荷,深入分析船体运动性能和剖面载荷的航速效应,得到船体纵荡、横荡,横摇和首摇以及船体扭转波浪弯矩航速效应显著,为船舶结构设计人员在波浪载荷的计算上有一定的参考.     

5000 t自航甲板驳船波浪载荷与总纵强度研究

针对5 000 t自航甲板驳船,研究甲板宽大型驳船的波浪载荷及结构强度问题。根据船舶作业海域的海况条件,通过对波浪诱导载荷响应函数的计算,得出并预报船体所承受的波浪载荷。确定结构强度计算工况,分析甲板驳船结构强度问题。     

小型舰船上直升机着舰和机动转运的被动固定新方法

当前小型舰船上海上航空器的使用趋势是朝中型和重型航空器发展。这种趋势同保持在恶劣海情下使用的要求一起，极大提高了对舰载机的固定和甲板上转运的要求。从调研舰船排水量对舰船运动和飞行甲板固定条件的影响开始，通过比较四艘舰对北大西洋恶劣海情的五种条件的响应完成了这项调研。结果证实，一般趋势是减小舰船排水量会提高对固定设备的要求。不过确定什么样的舰船运动是舰载直升机使用所需，这与许多参数有关。因其复杂性，须进行详细的动态分析，以确定载机和舰特殊组合的专门固定需求。为确定哪段时间的舰船运动对直升机固定是猛烈的（随后用于动态相互作用分析），引入了“T因数”参数。T因数为包括旋翼推力作用在内的当量加速度比参数的提炼结果。第二部分提出基于现有的直升机舰控固定和转运技术的适用于小型舰船的被动固定概念。这个概念用两个快速固定装置，非常适合固定和转运各种直升机。使固定系统对直升机和舰的影响减小到最低程度。     

基于CFD的舰载直升机起降理论风限图研究

基于CFD技术建立了一种舰载直升机配平分析方法,以动量源的形式计入直升机旋翼作用,用于分析舰船/直升机之间的耦合干扰问题,并可实现舰机耦合干扰流场的快速计算,突破了原先飞行力学模型中气动参数单向耦合方式的局限性。在该方法中,控制方程选取N-S方程,湍流模型采用k-ε模型,求解方式采用隐式耦合方式,网格上运用自适应切割体网格进行划分,并引入舰载直升机安全着舰判据,发展了一个可用于计算舰载直升机着舰理论风限图的模型。应用建立的方法,以黑鹰直升机作为算例,与试验值进行了对比,验证了方法的有效性。在此基础上应用该模型计算得出了特定舰机组合下的理论风限图。     

驱逐舰操纵性预报

本文用船体、螺旋桨、舵“组合型”数学模型,对一艘驱逐舰船模的操纵性进行了预报。船体的水动力导数和船体、螺旋桨、舵相互之间的流体动力干扰是用船模斜拖试验和旋臂试验确定的。预报采用进退、横漂、首摇和横摇四个自由度的方程,考虑了横摇对水平面运动的耦合影响。计算结果与自航船模试验结果进行了比较。符合情况良好。     

多液舱晃荡与船体运动耦合数值研究

针对多液舱养殖工船耐波性数值研究计算量过大的问题，建立了一套耦合数值求解系统。使用脉冲响应函数法求解船体运动方程，基于计算流体力学方法数值模拟液舱晃荡，在时域上离散求解两者的耦合方程。讨论了CFD软件FLUENT的用户自定义函数的编制，验证了横摇回转中心位于重心所在轴线的假设的合理性。为验证计算方法的有效性，在循环水槽中进行了不同载液率下的横摇自由衰减试验。对比数值模拟结果与试验结果，计算的横摇角时历与试验值吻合良好，验证了该方法的有效性，为高效数值研究养殖工船耐波性打下了基础。     

半潜船在风浪中的横摇运动分析

半潜船在风浪中航行产生的横摇运动,对船舶的安全造成影响。确定半潜船的横摇角对其运输的重大件捆扎系固意义重大。本文在确定不同风速下半潜船横摇角的大小时运用了不同的理论方法。对低风速小倾角横摇,采用了线性理论来计算,对高风速大倾角横摇,采用非线性方法,通过绘制不同风速下波能谱计算图谱,来求得不同风速对应的横摇角。本文的计算结果,为现实半潜船运输提供数据支持,具有一定的指导意义。     

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.     

轮印载荷下I型夹层板架结构静强度力学性能试验研究

现代舰船的直升机起降时会通过轮胎将载荷作用于飞行甲板的板架上,这种载荷通常被称为轮印载荷。除此之外,相对于传统加筋板结构形式,I型夹层结构具有轻质、高比强度等优点,是一种可以应用于船舶飞行甲板的新型结构形式。本文针对轮印载荷局部重载和位置不确定的特点,设计了合理的试验贴片方案及加载程序,并将试验数据与理论值对比,分析误差原因,研究I型夹层板架结构的板格在四种典型位置轮印载荷作用下的静强度力学性能。试验结果表明,夹层板架结构在载荷附近测点的应力水平较大,同时其上面板沿船宽方向的弯曲应力大于沿船长方向的弯曲应力,而下面板2个方向的弯曲应力特性与上面板相反。这些结论对于I型夹层板架结构在轮印载荷下的力学性能研究具有重要意义。     

船舶倾覆机理的新见解

利用“对振式可控力矩横摇装置”进行船模允许甲板入水的系列激振横摇实验，得到非线性横摇的实际而准确的数学模型，据此通过风浪联合作用下的动态横摇过程的数值模拟，探讨船模在横风横浪下的倾覆机理，从而形成新见解：翻船是动力横摇的极限运动，临界倾覆于高位平衡点稳定性的丧失。     

一种考虑砰击载荷的双体船湿甲板疲劳强度的计算方法

提出一种实用的计算和分析方法来考虑砰击载荷对双体船湿甲板处结构疲劳强度的影响,保证疲劳寿命预报的精度。首先,根据线性理论计算船体与波浪之间的相对运动和相对速度,并计算船体结构在波浪载荷作用下的应力响应;然后,计算湿甲板在砰击载荷作用下的非线性响应,再将线性响应与非线性响应通过方向性进行叠加,得到波浪载荷与砰击载荷联合作用的应力响应时历;最后,通过雨流计数法计算双体船在危险工况下的湿甲板疲劳损伤。研究结果可为考虑砰击载荷的双体船湿甲板疲劳强度评估提供一些参考。     

基于三维解析法的船舶碰撞外部动力学研究

目前国际上船舶碰撞外部动力学的解析法研究均局限于船体碰撞运动的二维假设,忽略了可能存在的大幅横摇。依据文献[1]给出的二维船舶碰撞数学模型,建立了包括横移、纵移、首摇和横摇在内的三维船舶碰撞数学模型,并编制程序对文献[2]中的算例进行计算,计算结果表明船舶横摇运动在大多数船舶碰撞情况下是不可忽略的。     

轮印载荷下I型夹层板架结构静强度力学性能试验研究

现代舰船的直升机起降时会通过轮胎将载荷作用于飞行甲板的板架上,这种载荷通常被称为轮印载荷。除此之外,相对于传统加筋板结构形式,I型夹层结构具有轻质、高比强度等优点,是一种可以应用于船舶飞行甲板的新型结构形式。本文针对轮印载荷局部重载和位置不确定的特点,设计了合理的试验贴片方案及加载程序,并将试验数据与理论值对比,分析误差原因,研究I型夹层板架结构的板格在四种典型位置轮印载荷作用下的静强度力学性能。试验结果表明,夹层板架结构在载荷附近测点的应力水平较大,同时其上面板沿船宽方向的弯曲应力大于沿船长方向的弯曲应力,而下面板2个方向的弯曲应力特性与上面板相反。这些结论对于I型夹层板架结构在轮印载荷下的力学性能研究具有重要意义。     

允许甲板入水的横摇实验

本文利用“对振式可控力矩横摇激振装置”进行船模允许甲板入水的强制横摇实验研究，证实用甲板未入水的横摇模型预报允许甲板入水的横摇将产生显著的差别。唯有通过船模允许甲板入水的强迫横摇实验才能获得真实的非线性横摇模型，据此才能进行可靠的巨幅横摇响应预报。     

水密横舱壁在船体破损时承受浸水载荷的概率模型

在船体破损时，水密舱壁对提高舰船生命力起着关键的作用，实际上现有的水密舱壁设计标准都是按经验和惯例制定的，然而，舰船发生破损事故时，破损船体承受了很大的可变载荷和不确定载荷作用。因此。水密舱壁的设计应采用概率方法进行计算分析。为了更可靠地进行水密舱壁设计，着重研究了一种实船的水密横舱壁载荷概率模型。由此得到了船体破损状态下影响整个水密舱壁全部载荷和变形系数，特别强调的是要进行概率模拟。为此，采用了简单的现象表达式来描述水密舱壁栽荷的作用过程和随机性，在确定船体模拟参数时建议采用反应面分析法。以大型滚装船为例，在船体水线下有较大的破损时应用概率模拟法进行了计算分析。载荷的随机性考虑了船体的流体静力特性，受损部位、船体破损程度、受损事故发生的范围和持续时间，破损状态的环境条件、曲线拟合程度以及模拟误差。最后应用蒙特卡罗模拟法通过概率模型确定水密舱壁承受的最大载荷，并与现行标准规定的设计值进行比较，认为概率模拟是一种有效的确定水密舱壁破损载荷的方法。     

海军舰船玻璃钢甲板室的应用发展

介绍了轻型玻璃钢在舰船甲板室以及类似的近海建筑的设计和建造方面的应用。通过一系列试验和分析讨论了甲板室设计思想的发展。有关试验包括玻璃钢梁的静载荷试验以及在爆炸气浪冲击载荷下玻璃钢板架和模块的动载荷试验。也论证了预报爆炸气浪冲击响应的综合分析工具。同时也考虑了船体／甲板室相对作用对玻璃钢甲板室设计的失稳响应的影响，以及高温对结构性能的影响。     

基于随机Melnikov方法的甲板上浪船舶混沌运动研究

应用随机Melnikov方法和庞加莱截面研究甲板上浪时船舶的混沌运动。考虑甲板上浪对船舶静稳性的影响,建立随机横浪中船舶横摇运动方程。由随机Melnikov过程结合均方准则确定船舶产生混沌运动的参数域,计算不同参数域中船舶横摇响应的庞加莱截面和时间历程。结果表明,增加船舶阻尼将抑制混沌运动的发生。甲板上浪时船舶横摇响应的庞加莱截面上有两个吸引域,船舶运动过程有两个横摇中心。在非混沌参数域中,船舶只围绕其中的一个横摇中心运动;在混沌参数域中,发生由一个横摇中心到另一个横摇中心的随机跳跃。     

35 m水面清洁船整体结构有限元分析

针对船体结构设计和优化过程中载荷、强度等数据置信度不高的问题,提出了基于整体结构的船体结构有限元分析方法。以35 m水面清洁船为例,采用虚梁法对其甲板货物进行参数模拟,并基于波浪诱导载荷完成了船体三个剖面载荷参考点的选取和该船的参数计算,并在此基础上实现全船的结构强度评估。     

随机波中船舶参数横摇研究

针对随机波中船舶参数横摇,提出一种数值预报方法。采用新的随机波成形方法,求解出船舶无横倾时在随机波中时间序列垂荡和纵摇运动,确定出船-波相对位置。利用3个坐标系之间的转换关系确定船体各横剖面左右舷与波面瞬时交点,然后对波浪压力沿船长湿表面积分,得出船舶复原力的Froude-Krylov部分。提出复原力之辐射力和绕射力部分和横摇角的非线性假定。确定一个参数横摇数学模型,实现随机波中参数横摇计算;通过试验和数值模拟对一艘巴拿马型集装箱船进行了参数横摇预报,研究了随机波中参数横摇的实际非各态历经的特点。