舱内水体晃荡对船舶横摇影响的模型试验研究

对一艘集装箱船在舱内进水不同深度时进行一系列的模型试验。在规则波横浪中进行了２个重心高度的试验，得到了各种状态下的横摇响应传递函数。试验中还测量了进水舱内５个位置处水体晃荡的波面。试验结果表明，舱内进水的水位（进水量）对船舶模摇有较大影响，对有些进水深度，晃荡将减小横摇；而对另一些进水深度，船舶的横摇增加。在浅的进水深度和短的入射波条件下，自由液面表现出非线性特性。     

舰船破损进水的实时数值仿真

在岸基损管堵漏训练中,需要实时计算出堵漏训练舱的进水速度、浮态、稳性随时间的变化情况。本文建立了任意姿态条件下任意破口流速的计算模型,提出了内外液面到破口最低点距离的计算方法,并得出了单舱自由液面惯性矩的计算公式。通过软件编程,对进水速度、浮态与稳性的关系进行了可视化模拟,实现了船舱进水过程的快速实时仿真,为计算堵漏训练舱进水状态提供了重要支撑。     

空气可压缩性对船舶破舱进水的影响

在船舶破舱进水过程中,船舱内外流体动力行为非常复杂。本文采用CFD方法研究了考虑空气可压缩性影响情况下的船舶破舱进水动力学问题。研究中建立了基于求解RANS方程的船舶破舱进水计算模型,对姿态固定的破损箱型驳船进水过程进行时域模拟。将数值模拟结果与模型试验结果进行比较,验证了本研究所采用的计算模型的有效性。对数值模拟结果进行分析,如舱内水位变化情况、水体流经破口及在舱内蔓延现象及空气可压缩性对船舶破舱进水过程的影响。     

基于CFD的船舶破舱进水时域模拟

船舶因破损进水导致危险情况甚至倾覆是船舶安全性研究中的重要问题.船舶在破损后进水的过程中,可能存在比最终状态更加危险的中间状态.本文以STAR-CCM+软件为研究工具,实现了对某客滚船瞬时非对称进水的动态模拟.针对自由漂浮的客滚船破损情景,论文利用VOF方法模拟水气自由液面,并首次利用重叠网格(Overset Grid)动网技术结合DFBI(Dynamic Fluid Body Interaction)六自由度求解器处理船舶破舱进水过程中的船舶升沉、横摇等运动.模拟结果可以得到舱内液面和船舶浮态随进水时间的变化情况,观察到水柱射流、水花飞溅等瞬时现象;将最终浮态结果与传统准静态方法相比较,吻合较好.     

船舶破舱后排水施救能力及其影响因素

建立了船舶破舱瞬时进水速度模型,通过比较、分析船舶破舱进水量速度与船舶排水设备能力的关系,确定船舶抗沉施救能力的可行性。并分析了当破口参数变化时,进水量速度的变化规律和对船舶浮态的影响。     

横向规则波作用下的船舶倾覆

运用安全池理论研究了某近海干货船在横向规则波作用下的船舶倾覆问题.用阿当姆斯预估-校正法数值求解时域内单自由度非线性横摇方程.采用三维格林积分方程法计算水动力系数的频域特性.分析了非线性横摇方程中势流阻尼、非线性阻尼以及在横向规则波作用下波高和频率对安全池的影响.     

基于CFD的船舶破舱进水时域模拟

船舶因破损进水导致危险情况甚至倾覆是船舶安全性研究中的重要问题。船舶在破损后进水的过程中,可能存在比最终状态更加危险的中间状态。本文以STAR-CCM+软件为研究工具,实现了对某客滚船瞬时非对称进水的动态模拟。针对自由漂浮的客滚船破损情景,论文利用VOF方法模拟水气自由液面,并首次利用重叠网格(Overset Grid)动网技术结合DFBI(Dynamic Fluid Body Interaction)六自由度求解器处理船舶破舱进水过程中的船舶升沉、横摇等运动。模拟结果可以得到舱内液面和船舶浮态随进水时间的变化情况,观察到水柱射流、水花飞溅等瞬时现象;将最终浮态结果与传统准静态方法相比较,吻合较好。     

粘性流体数值波浪水池研究

数值波浪水池是近年来船舶流体力学方向的前沿课题,本文采用Fluent软件,利用VOF模型捕捉自由液面,结合RNGk?ε湍流模型,求解N-S方程,对目前数值造波较为典型的仿物理造波法和直接造波法在二维模式下进行分析,并对三维模式的数值造波作了初步分析.在仿物理造波法中模拟真实水池中推板式造波机,利用动网格和阻尼消波技术,生成规则波的情况.在直接造波法中,利用给定入口边界速度或压力并结合阻尼消波技术,在数值水池模拟规则波,得到直接造波法的数值波形与理论波形的吻合度要优于仿物理造波法的结果.为在数值波浪水池中对船舶水动力性能预报奠定基础.     

基于液体交换的船舶破舱时域模拟

文章将船舶进水时域过程作为拟静态处理,计算出每个时刻的内外液体交换量,然后使用损失浮力法求解浮态方程计算该时刻的船舶浮态,直到进水过程终止.提出了一种适用于破口内外液体密度不同且互不相溶时计算液体交换的方法,给出了不同粘度液体的流量系数回归方程,并且针对一艘液货船破损后内外液体的交换情况进行了计算.提出的方法可以为破损船舶的救援以及防污染工作提供很大帮助.     

船舶进水条件下的人员疏散风险评估

为降低船舶进水环境下的人员应急疏散风险，提高船舶总布置设计的安全性，基于SOLAS2020概率破损稳性计算方法确定船舶进水危险区域，根据国家海事总局公布的碰撞事故报告数据，采用蒙特卡罗法对船舶破口形状和位置进行抽样，确定风险分析场景，采用计算流体动力学进水数值模拟与人员疏散仿真耦合的方法评估风险后果，构建一种船舶进水条件下的人员疏散风险评估方法。以某大型船舶为例开展船舶进水环境下的人员应急疏散量化风险分析，结果发现，根据风险评估结果，通过增加分舱指数A修正水平舱壁纵向布置位置，可降低应急风险，提升船舶总体设计的安全性。