船舶结构碰撞试验及简化数值计算方法

目的]采用流固耦合计算方法虽能较好地模拟船舶碰撞过程，但计算时间较长，为此，提出一种简化的数值计算方法。方法]以某船的局部舱段为对象，开展多工况水上碰撞试验。采用力传感器和基于高速摄影技术非接触测量的方法获得到碰撞力及碰撞船的运动时程数据，通过对碰撞接触力和加速度响应等数据进行分析，并针对试验过程开展任意拉格朗日-欧拉（ALE）流固耦合数值计算分析，提出将碰撞过程中水域对撞击船的影响简化为等效质量，将对被撞船的影响简化为等效阻力，以面力的形式作用于被撞船非撞击侧用以阻碍被撞船运动的简化方法，然后基于此简化方法开展不涉及水域与结构耦合过程的数值计算。结果]结果显示，采用简化计算方法得到的各工况的碰撞力峰值与试验值间的误差均在5%以内，且该方法所需要的计算时长远小于ALE流固耦合算法。结论]所提简化数值计算方法可为实现船舶结构碰撞响应的高效计算提供一定的参考。