多工况下基于子模型的矿砂船舱口角隅形状尺寸耦合优化分析

[目的]针对以往优化船舶舱口角隅时只对角隅肘板形状进行优化的不足,提出一种角隅形状尺寸耦合优化方法。[方法]首先,提出适于优化的子模型选取原则和方法,并据此构建优化模型,解决以往不能保证子模型用于优化时的精度问题。然后,采用新的工况筛选方法选择用于优化的危险工况,解决船舶多工况计算量大的问题。最后,使用模拟退火算法对舱口角隅进行耦合优化,得到最优的形状尺寸设计,同时通过灵敏度分析筛选对应力敏感的设计变量,并只对其优化,得到与优化所有变量相近的结果,基于此给出矿砂船角隅的必要优化结构。[结果]结果显示,所提出的舱口角隅形状尺寸耦合优化方法,能在同等质量限制条件下使角隅应力水平下降更多,且计算成本低。[结论]所得结论可为实际矿砂船和其他船舶的结构优化设计提供参考。     

1000m~3 LNG燃料加注船总体布置设计

探讨江海直达型1 000 m3LNG加注船的总体设计思路,根据具体航区要求和LNG加注的作业性能确定加注船的LNG液舱舱容和航速及吃水,初步得到船长、船宽等各主尺度成分。根据加注船型的总布置特点,围绕加注船的加注功能进行总布置设计,得到小型加注船总体的设计方案。     

LNG加注船的技术发展动态

天然气由于其热值高、不含硫、燃烧清洁而成为绿色环保型船舶的首选燃料。随着LNG燃料的广泛应用,不仅仅是车客渡船、拖轮、平台供应船等近海或短途海运船舶采用LNG动力,而且豪华邮轮和大型集装箱船等远洋船舶也逐步迈入了LNG燃料行列。本文介绍了LNG燃料动力船及LNG加注船的发展现状,总结了LNG加注船具有机动性好、加注效率高、加注范围广等优点,并重点分析了未来LNG加注船的技术发展方向： LNG燃料舱容量的大型化发展,未来B型舱和薄膜型LNG燃料舱将成为优选方案；LNG加注船在加注平台设计、加注对接方式、LNG燃料舱操作服务方面的灵活性将得到极大提升；LNG加注船还将具备更高机动性和操纵性,能够实现无需拖轮协助的一人操作而自主安全靠泊。随着全球LNG作为船用燃料的推广,LNG加注船作为LNG产业链上的战略新兴产品,是保障我国能源战略安全、实施“绿水青山”生态发展必不可少的重大装备,其应用和发展空间将十分广阔。     

小型LNG加注船的总体设计思路

国内沿海小型LNG加注船的总体设计的各个阶段,必须认真探讨。首先根据具体国内江海直达的航区要求和LNG加注的作业性能确定加注船的LNG液舱舱容和航速及吃水;再依靠以往的经验公式结合回归曲线确定船的线型特征,如方形系数、浮心位置等,进而初步得到船长、船宽等各主尺度成分;在初步主尺度下,围绕加注船的功能进行总布置设计;针对液货及加注系统的需要进行布置,并反复进行线型、舱容、稳性等校核,最后得到优秀的小型加注船总体设计方案。总体设计思路可供同行参考。     

某大型LNG加注船船型总体设计研究

对目前全球最大LNG加注船,也是世界首款应用薄膜型Mark Ⅲ Flex型围护系统的LNG加注船的线型设计及优化、总布置设计、船岸兼容性分析、船舶性能等方面进行研究。首先,介绍该型LNG加注船的总体开发设计过程,阐述GTT MARK Ⅲ FLEX围护系统、2个相同液货舱布置、2台全回转推进器和1台艏侧推布置等设计创新点;其次,在船岸兼容性、船舶快速性、操纵性和抗横风能力等性能做了大量的研究工作,在总布置、快速性、操纵性等方面进行了优化设计。该型船总体设计研究可为同类型船舶的设计提供参考。     

1000m~3 LNG燃料加注船主机选型研究

以1 000CBM LNG加注船为目标船,对国内LNG燃料发动机功率、调速特性以及机舱布置等方面进行综合考虑,分析国产LNG燃料发动机用作加注船主机的可行性。研究表明,国产LNG燃料发动机用作加注船主机是可行的,但是主要适用于ESD机舱和增强安全型机舱布置型式,船舶总体安全性水平低,设计和施工难度大,并存在一定的应用风险。     

集装箱船LNG燃料加注与装卸货同时操作的安全区域分析

大型LNG燃料船舶的LNG加注量大,为了减少靠港时间,需要考虑在LNG燃料在港加注的同时进行船舶装卸货操作。以一艘10 000 m3 LNG加注船对一艘18 000 TEU LNG燃料动力集装箱船的在港加注为研究对象,基于失效频率分析拟定了4个LNG泄漏场景,采用三维计算流体力学(CFD)软件FLACS分析了LNG泄漏后的可燃气体影响范围,最终得到了一个矩形危险区域,将此危险区域范围之外的区域作为LNG燃料加注与装卸货同时操作的安全区域。研究表明,LNG燃料船对船加注与装卸货同时操作的安全区域设定不可一概而论,不同的设计和作业条件将有不同的安全区域,在该类问题分析中,不能忽视LNG加注软管泄漏和加注船液货舱安全阀排放两种场景。     

大型双燃料散货船LNG燃料加注系统设计

加注系统是将LNG燃料从存储设施输送到LNG动力船储存舱的设施,为保证LNG加注效率和加注安全,以20万吨级双燃料散货船为研究对象,研究LNG加注系统原理,并在船上合理布置了 LNG加注站,确定了加注总管的尺寸,分析了相关的消防系统和控制系统,为后续其他大型LNG动力船的加注系统设计提供参考.     

《低温管路应力分析指南(2017)》发布

<正>本指南基于相关船舶的操作经验(如3型C型独立液舱LNG运输船、1型C型独立液舱LNG运输船、1型薄膜型液舱LNG运输船),对载荷作出了具体定义和要求,确定了几种基本工况及相应的载荷加载,其中计算方法和评判衡准主要基于美国标准ASME压力管道规范B31.3《工艺管道》。本指南作为《散装运输液化气体船舶构造与设备规范》、《液化天然气燃料加注船舶规范》、《天然气燃料     

国内首艘中小型LNG船在江南照船厂下水

10月25日,江南造船（集团）有限责任公司为中海油能源发展股份有限公司建造的3万m＇C型舱液化天然气（LNG）运输船＂海洋石油30l＂号下水,顺利进入码头舾装及设备调试阶段。该船为我国首艘中小型LNC,支线运输船．也是世界上．舱容最大的C型舱LNG船,于2013年11月开工建造,预计将于2015年4月交付船尔使用。该船总长184．7m,型宽28．1m,型深18．7m,设计吃水7．4m,设计航速16．5kn,由上海船舶研究设计院设计,入级中国船级社,并获得了绿色船舶附加标志“Green Ship Ⅰ”。据江南造船总一程师胡可一介绍,由于该型船在国内尚属首制船,船舶建造项目组对该船的技术方案进行了反复论证和优化,采用了先进的双燃料电力推进和全回转舵浆系统以及艏侧推装置,使该船不仅具备自力靠离泊能力,还可将运输过程产生的自然蒸发气（BOG）作为主燃料使用,其排放指标远低于目前国际相关标准的要求,是一艘真正意义上的节能减排、环境友好型船舶。     

上海船院设计国内首艘中小型LNG运输船

正近日,由中海油能源发展股份有限公司投资建造的3万立方米液化天然气(LNG)船设计合同在北京签署。按照合同,上海船舶研究设计院将承担该船的基本设计和详细设计任务。该船是国内首艘中小型LNG运输船,也是世界上舱体最大的C型LNG船。该船总长约185.2m,设计舱容量为3万立方     

小型LNG加注船方案设计研究

国际社会对生态环境保护日趋严格,LNG动力船和双燃料船舶数量不断增加,LNG加注船的市场需求日益增加。重点对包括推进系统、房舱/机舱位置、冰区加强、货物围护系统等船型方案的可选项设计,液货区甲板面的布置设计,以及针对该型船的破舱稳性问题进行研究并提出解决方案,设计并计算7 500 m~3LNG加注船的两种标准船型,验证了该方案设计的可行性。     

上船院气体船系列即将迎接新成员7500 m3 LNG加注船完成海上航行试验

近日,由中国船舶上海船舶研究设计院自主研发设计的7500 m3 LNG加注船首制船"Avenir Aspi-ration"号在浙江舟山海域顺利完成常规海上航行试验,为接下来的气试和交付打下了坚实的基础. 7500 m3 LNG加注船是继20000 m3 LNG 运输加注船后上船院第二次为Avenir LNG 公司设计研发的船型.该公司由化学品航运巨头Stolt-Nielsen与两家LNG 领域翘楚Hoegh LNG 和Golar LNG 合资组建.     

中小型LNG船C型舱的多目标优化设计方法

采用参数化方法建立C型液货舱的参数化模型,以液货舱重量和液货舱表面积为目标,以货舱总容积为定值作为约束条件,建立多目标优化模型,采用NSGA-Ⅱ算法对优化设计模型进行求解,得到C型舱主尺度的优化解,某12 000 m~3运输加注船的单体型液货舱设计表明该方法可行,设计效率高。     

LNG燃料动力船舶燃料补给方式

分析对比LNG燃料动力船舶常见的6种加注方式,综合考虑操作便利性、投资成本、法规监管等方面,认为在LNG燃料动力船舶设计建造阶段,需要针对将来运营的加注方式,参照各种加注方式的特点进行加注设计,目前实船加注主要以槽车加注和岸站加注为主,但是随着LNG燃料动力船舶的快速发展,LNG船对船加注将是趋势.     

10000 m~3 LNG加注船与VLOC加注兼容性评估

针对一艘10 000 m~3 LNG加注船为一艘VLOC加注LNG作业时的两船兼容性问题,分析两船间碰垫配备、两船船舶尺度、加注软管和软管吊起吊能力,结果表明,两船兼容性良好,具备加注作业基本条件,评估过程可为LNG加注行业规范标准编制和实际工程项目提供参考。     

独立C型液货舱的传热分析及蒸发率计算

在分析影响LNG船液舱蒸发率的主要因素基础上,对液货舱热负荷进行定性分析。介绍普通型绝热液货舱的热负荷计算方法和公式,液货舱蒸发率的定义和计算方法以及C型液货舱绝热层厚度的设计和计算思路。以某小型LNG船为例,对单圆筒型C型独立液货舱进行传热分析及绝热层厚度计算,以满足蒸发率要求。     

内河小型LNG加注船货物系统设计研究与应用

基于LNG作为船舶动力燃料存在加气困难等问题,设计开发了某内河小型LNG加注船。首先,根据船舶的作业功能初步确定总体设计方案;其次,在分析船用LNG加注系统的工作原理基础上,围绕货物围护系统、加注系统、货物压力/温度控制以及货物区域环境控制等主要系统进行研究。该船型的开发为完备LNG加注船法规,带动其相关技术与标准的建立与健全提供参考。     

基于子模型分解的船舶舱段结构代理模型协同优化方法

[目的]为解决船舶舱段结构优化设计参数众多、计算耗时的难题,提出一种基于子模型分解的舱段结构代理模型协同优化方法。[方法]每次选择一个板架,根据当前舱段方案的有限元模型建立板架结构子模型,基于子模型构建板架结构响应的代理模型并进行优化,得到板架优化解后更新舱段模型,再进行下一个板架的优化,如此迭代,直到完成一轮或多轮包含所有板架的协同优化后停止。最后对舱段结构尺寸进行小范围调整,得到最终优化解。[结果]某船舶舱段结构优化结果显示,与从整体优化角度出发的基于降维代理模型的舱段结构优化方法相比,在相当计算成本下,所提方法的优化结果重量进一步减小了2.86%,最终实现结构减重4.96%。[结论]所提方法的优化效果较好,在高维船体结构优化问题上具有较好的应用价值。     

内河LNG岸基加注站船岸LNG输送速度研究

在内河LNG岸基加注站设计与建造中,岸基到水面的LNG输送是LNG输送系统的主要功能,考虑不同地理环境的水位变化不同,受注船舶离岸基式LNG加注站的距离通常较远,将LNG从岸基输送到受注船舶时如何保证一定的加注速度是重点研究内容。本文通过计算分析,针对内河流域、近海LNG燃料动力船的加注要求,研究了LNG加注系统管路特征,为LNG岸基加注方案设计提供理论依据。