风速对寒区船舶杆件结构霜冰结冰的影响分析

针对寒区船舶杆件结构的结冰问题,采用Fluent和Fensap-ice相结合的方法对杆件结构结冰开展数值模拟。选取风速作为敏感参数,分析了风速变化对结冰厚度和结冰量的影响,得出如下结论:随着风速从1 m/s增加到7 m/s,杆件表面冰厚最大值的位置逐渐向左移动,因为水滴速度随来流速度的增加而增加,在位移相同时水滴更快到达结构表面,水滴运动轨迹偏转更小,更多的水滴撞击到0°位置处,冰厚最大值也随之向0°方向移动;风速为7 m/s时杆件表面的冰厚并未远大于1 m/s时的冰厚,因为风速为1 m/s时圆柱表面所结霜冰的密度仅为7 m/s时的22.8%,当质量一定时,冰的密度越小体积就会越大,因此虽然1 m/s时结冰量仅为7 m/s的18.1%,但冰厚并未远小于7 m/s时的冰厚;在风速为1～7 m/s区间内,随着风速的增加,杆件表面的结冰量近似的呈线性方式增加。     

大型船舶冰区结构加强技术研究

冰区航行船舶,船体结构受到冰载荷的作用而产生应力。本结合１１万吨级成品油船冰区加强结构设计,简述规范设计要求及理论计算方式,即碰撞模型的二维模拟计算方法。     

基于规范的冰区船舶肩部结构形式设计研究

CCS给出了冰区航行船舶横向和纵向2种结构加强方案。本文利用有限元软件LS-DYNA,模拟肩部采取不同加强方案的船舶与冰体碰撞,对比研究不同碰撞方案下船体结构响应的差异,结果显示横向加强方案具有更强的耐撞性能。所得结论对于选择冰区船舶结构加强方案具有重要意义。     

冰载荷下船舶螺旋桨强度的有限元分析

论文研究了冰载荷下船舶螺旋桨的强度问题。基于冰载荷经验公式和五种典型计算工况,利用有限元法进行了冰载荷下螺旋桨的强度分析。建立了一种冰/桨叶碰撞计算模型,对碰撞过程中接触力的变化及螺旋桨的动态响应进行了研究。计算结果可供螺旋桨结构设计时参考。     

船舶结构冰载荷的监测识别方法及时空特性分析

冰载荷是主导极地船舶结构抗冰设计的环境载荷,对冰激应变的实船测量是获取冰载荷的重要途径。在我国北极科考期间,对“雪龙2”号极地考察船开展了冰载荷现场监测。论文基于对正应变测点布放位置敏感性的分析,合理制定光纤光栅传感器的安装方案,采用影响系数矩阵法对冰载荷进行识别。在此基础上,针对平整冰区冲撞式破冰工况下冰载荷的整体和局部时空分布特性开展研究。结果表明：肋骨腹板上靠近且垂直于外板的挤压正应变比平行于外板的弯曲正应变更适合于作为冰激应变的观测量;海冰沿船体表面擦碰及受船体下压作用而发生弯曲破坏,冰载荷在船体首肩部呈现自水线下潜至船底的整体空间移动特性;高压力区形状和面积变化不明显、组成部分缺失以及主次压力区转换等瞬时演变形式分别是海冰纯挤压、剥落和非同时挤压等局部破坏模式的外在表现。结果可为船舶结构冰载荷的监测识别技术与时空分布特性研究提供参考。     

冰区船舶碎冰载荷模拟及影响参数分析

本文采用二维离散元法模拟碎冰与船舶的相互作用。运用海冰粘弹性的Kelvin模型,结合船舶与碎冰的耦合运动,通过Newmark法求解三自由度船舶运动方程,计算船舶航行于碎冰区的碎冰载荷。与相关文献进行对比,验证本文数值模型的可行性。研究海冰不同的弹簧系数、粘性阻尼系数与摩擦系数对碎冰载荷的影响。结果表明：二维离散元数值模拟满足计算要求;相比于粘性阻尼系数,弹簧系数与摩擦系数对碎冰载荷影响更显著。本文的研究可为极地船舶碎冰阻力设计和船模实验提供理论帮助。     

浅谈天津港冰况及其对船舶操纵的影响

天津新港地区一般每年１１月至次年３月为结冰期。由于冰对船舶操纵影响很大,本文作者根据实践着重介绍了２０００年天津港冰况及应对措施。     

船舶在冰区航行被困的案例分析

通过对H轮冰区航行被冰围困导致车叶受损案例分析,旨在提高驾驶人员冰区航行安全意识、风险辨识能力和风险防范及控制能力,为保证船舶冰区安全航行提供参考。     

寒区宽大结构局部冰荷载特征研究

为了明确寒区直立宽大结构局部冰荷载的分布特征,本文首先通过海冰单轴压缩实验研究了不同尺寸海冰的压缩强度变化规律.其次,对比目前已有的局部冰荷载计算方法,发现差异性较大;基于离散元数值模拟,对不同海冰条件下多种尺度的结构进行了分析,发现局部冰压力沿冰厚方向呈现出中心较大而两端较小的分布特征,沿结构宽度方向呈现出无规律的随机分布特征,局部冰压力随着接触面积的增大而减小,两者成指数关系.最后,构建了宽大结构局部冰压计算公式,并结合现场测量的冰荷载数据验证其合理性.     

利用船舶主辅机冷却水的冰区船舶空调系统设计及其能耗分析

针对船舶空调系统在冰区海域无法正常运行的问题,本文提出在一定范围内精确控制船舶主辅机冷却水的温度,将船舶主辅机冷却水与海水源热泵系统相耦合,使船舶主辅机冷却水在冰区海域可以作为热泵系统的热源,为船舶舱室供热。以2800TEU船舶为对象设计了冰区船舶空调系统,通过对船舶上层建筑的负荷计算,船舶主辅机冷却水可以为船舶舱室提供充足的热量。通过合理的使用船舶主辅机冷却水不仅可以解决船舶空调系统在冰区无法正常运行的问题,同时提高了船舶能源的利用率,也为船舶舱室提供稳定舒适的人工环境。     

北冰洋冰区航行的船舶操纵

船舶在北冰洋上航行遭遇的最大困难是冰区航行,处理不当可能会造成船毁人亡的海难事故.此文介绍船舶驾驶人员应了解的冰区航行的特点和掌握冰区航行船舶的操作方法,以安全通过北冰洋冰区,优质地完成营运和科考任务.     

海冰基础知识及船舶冰区航行的注意事项

海冰是冬季影响港口作业、海上运输、船舶安全的重要因素,作者介绍了海冰的类型及特点、中国海域海冰发展周期及冰情特征,最后就船舶在冰区航行的准备工作及注意事项加以总结,以期对冬季船舶防冰、抗冰工作提供帮助和参考。     

基于船基海冰参数现场测量的极区船舶结构冰激疲劳损伤分析

论文建立了一种极区船舶结构冰激疲劳评估方法。基于极地科学考察船在北极现场的测量数据,分析得到海冰的统计特性;由冰厚和航速的联合概率分布,得到极区环境航行的典型工况。采用离散元方法建立船-冰作用模型,获取不同工况下船首局部区域的冰载荷分布。将局部冰载荷施加在船首有限元模型的对应区域,采用插值方法计算热点区域应力幅值和循环次数。根据累积疲劳损伤理论,将各工况的疲劳损伤叠加,得到总损伤。为验证该方法的准确性,将船舶结构冰激疲劳寿命计算结果与英国劳氏船级社规范进行了对比分析。结果表明,该方法可很好地应用于极区船舶结构冰激疲劳设计。     

船舶冰区航行安全分析

0引言俄罗斯瓦尼诺(Vanino)港位于50°N的北太平洋,每年1月到2月上旬冰情最为严重,2月气温低至-25~-20℃,冰层厚度高达50~60 cm(见图1)。为保证船舶航行安全,笔者总结冰区航行经验,供同人参考。1冰区航行风险船舶航行于冰区,必然面临结冰、船体结构冷热变形、压载水排放、螺旋桨保护、船体受损、设备受高寒影响、无法打开舱盖等多方面考验。2航行前准备工作(1)除进行正常航行前准备外,还须召集船舶     

冰区航行船舶规范标准的发展

随着全球变暖步伐的加快,北极冰层逐渐减少,北极通航成为国际海事界的热点之一,冰区航行船舶引起了人们的更多关注。为此,国际海事组织(IMO)于2002年12月颁布了通函《在北极冰覆盖水域内船舶航行指南》,2009年12月通过了决议《在极地水域内船舶航行指南》,与此同时,国际船级社协会(IACS)于2006年颁布了统一要求《极地船级要求》。这样,上述规定就成为极地航行船舶的强制性要求。     

基于钢-泡沫夹层结构的船与冰碰撞性能分析

运用非线性有限元基本理论,采用大型动态计算软件MSC.Dytran,建立了基于钢-泡沫夹层结构的船舶首部以及冰体的三维有限元计算模型,分析了碰撞力的大小、船首及内部结构的损伤变形和能量吸收等特性。为研究大型运输船舶船首结构与冰之间碰撞性能奠定基础。通过使用钢-泡沫夹层结构替换舷侧外板,在有效行程内降低了碰撞力和增加总体的能量吸收,提高了整体的碰撞性能。     

冰水池结冰过程的数值模拟分析

[目的]为研究冰水池结冰的特征和影响因素,对冰池水结冰过程开展数值模拟分析.[方法]采用计算流体力学软件FLUENT中的流体体积法(VoF)两相流模型,建立冰水池数值模型,设定热力学边界条件,观察计算域内温度场和冰场的动态变化过程,分析冷气进口设置方案对结冰过程的影响.[结果]研究结果表明,随着冷气进口数量增加,冰水池...     

冰区的船舶模型试验

涉及冰区船舶模型试验的技术发展水平时,不仅要对船舶模型和冰层厚度进行测量,还要考虑冰层的其它因素,比如冰层抗撞击程度(弯曲度或者抗碎强度),断裂韧度,弹性模数,以及人们关注的其它问题.