舰船自由液面对稳性曲线修正的实时计算

提出了按直接计算法进行舰船自由液面对稳性曲线修正的实时计算方法，并编写了软件模块。讨论了舰船不同液舱形状、不同装载率时自由液面对稳性曲线的影响程度，并与舰船规范算法进行了分析比较。建议舰裁计算机进行稳性实时计算时，自由液面影响也要根据实际载况进行实时修正计算。     

基于NURBS表达的精确自由液面修正

提出了基于三维NURBS表达的精确自由液面修正方法。对船体曲面和甲板进行NURBS表达后,通过对任意倾斜液面下的舱容及容积心的计算以及给定舱室装载量条件下舱室内液体液面的确定,可计算出任意倾斜状态下液体自由流动后产生的倾斜力矩,从而得到精确的静稳性臂修正值。通过对不同舱型的舱室在不同装载量和不同浮态下的倾斜力矩的计算和比较分析,总结规范计算结果和精确解之间存在误差的原因,分析了误差随舱型、装载量和浮态变化的规律。该方法表明了采用精确自由液面倾斜力矩计算的必要性和工程应用价值,并给出在船体设计中如何根据实际情况进行精确自由液面修正的建议。     

自由液面对大倾角稳性的效应

当液体舱内存在自由液面时,随着船的横倾,将引起舱内液体流动,从而减小了船的复原力矩,此即自由液面对大倾角稳性的效应。本文系以静力学的方法,对自由液面效应的计算方法作了初步探讨,并提出了供计算用的图谱。在计算方法和图谱的拟定中,曾作了一系列的假定,因而所得结果是近似的。假定液舱有纵隔舱壁,甲板无梁拱,船舱外侧可近似地以折线代替,因而船舱剖面是一四边形。通过对一系列四边形的计算,绘制出宽、深各为单位长度的液舱,在不同液面高度和不同倾角时舱内液体重心变化值的图谱。以此图谱经插入及换算即可得到液体舱自由液面效应对大倾角稳性的修正值。     

双底双壳油轮稳性计算方法的探讨

由于有关国际公约新的条款的生效,稳性问题已成为双底双壳油轮设计的技术关键之一。作者对该类型油轮的稳性提出了一套计算方法。该计算法的主要论点为:必须计入满载货油舱自由液面修正,并按满载货油舱装至98%舱容在横倾5°时的自由液面惯性矩作为满载货油舱的自由液面修正量。可取实际重心高度作为满载货油舱的重心高度。在计入货油舱自由液面对船舶大倾角稳性修正时应考虑货油舱的形状及其装载率。用一组极限重心高度曲线来代替以往单一的极限重心高度曲线。该计算法的论点和原理已被英国 LR 船级社所认可,认为是符合国际公约和规则要求的。     

载运普通液体货物船舶稳性衡准标准的完善建议

为保障装载普通液体货物船舶航行安全,分析《国内航行海船法定检验技术规则》中船舶稳性衡准标准的相关规定,认为该规则没有明确装载普通液体货物船舶的稳性衡准标准,使得该类型船舶在适用稳性规则时存在不确定性。运用船舶静力学知识和计算机仿真技术计算液货舱不同装载率时自由液面横倾力矩及经该自由液面修正后的船舶复原力臂和不同装载率时液货舱自由液面对船舶稳性的影响,得出目前《国内航行海船法定检验技术规则》稳性衡准标准不适用于载运普通液体货物的船舶的结论,建议在修订时增加相应规定。     

自由液面对稳性的影响与修正计算

自由液面对船舶稳性的影响一直为驾驶员所关注。由于自由液面倾侧力矩计算模型的选择，使得不规则舱的表册值有一定的误差。文章分析了误差产生的原因，提出在船舶稳性修正时要充分考虑不规则舱影响的建议。     

对VLCC舱室形状描述和自由液面修正的若干考虑

本文仅就ＶＬＣＣ破损稳性计算中有关舱室形状描述和自由液面修正诸问题，简单介绍一种简便、准确描述舱室形状、计算舱室要素和通过计算自由液面移动力矩进行自由液面修正的方法，它对简化ＶＬＣＣ稳性计算、提高计算精度，具有一定的实用价值。     

横浪中液舱晃荡与养殖工船耦合运动

多液舱养殖工船需长时间系泊在深远海区域,载液率极高,所处海况复杂,对其开展耐波性研究尤为重要.基于黏性流理论,以Stokes 5阶波模拟实际规则波,借助VOF方法捕捉自由液面,采用重叠网格技术实现船体的自由运动,通过数值计算研究实尺度下液舱对不同频率横浪中工船运动响应的影响.计算结果表明,液舱晃荡对船体运动的影响随海况变化,当船体横摇运动2阶频率与液舱固有频率相近时会产生共振,液舱晃荡周期随之改变,从而使船体的横摇运动幅度增大近30％.此外,当船体两侧都布置液舱时,横浪中迎浪侧的液舱晃荡较背浪侧更为剧烈,其垂向受力幅值变化范围约为后者的3倍.     

基于NURBS表达的主船体虚拟分舱及舱容计算

在船体曲面、甲板面NURBS表达和内底内壳多面体表达,有效的平面与曲面求交算法和几何特性计算方法基础上,给出了任意形状舱室的舱容计算方法.根据围闭舱室的几何元素(舱壁、甲板、船体曲面或内底和内壳)不同,将舱室分为12种基本形状,只需要船体曲面的型值信息、舱壁位置或折点信息以及内底和内壳的折点位置信息,即可进行参数化虚拟分舱和舱容计算,避免繁琐的舱室型值信息的人工输入,减少人工工作量,提高工作效率.该方法可以计算任意液面包括任意倾斜液面下的舱容,计算结果精确,方法简洁,为船舶3D参数化设计奠定基础.     

船舶倾斜时液货舱槽型舱壁对液舱容积的影响

本文叙述了船舶液舱液面倾斜后相对于液面水平时槽型舱壁对液舱容积的影响,通过实例计算看出误差的百分比,并提出了计算时用移动槽型舱壁理论线来减少误差.     

液舱内流体晃荡特性数值研究

本文利用VOF法对矩形液舱内液体晃荡进行数值计算。首先对舱内无任何隔板时液体晃荡作了模拟,并与相关文献中的实验结果进行了比较;然后在舱底中间设置一道不同形式的防晃隔板,对液体晃荡进行了计算。从结算结果看,本文提出的方法可以用于分析液舱内液体的运动和载荷,为设计合理的液舱结构形式提供理论依据。     

基于MSC.Dytran的液舱晃荡分析

液货船发展的关键技术之一是解决液舱内流体的晃荡问题。MSC.Dytran有限元程序能较好的模拟贮液容器的液面晃荡问题。以载液船舶液舱为研究对象,利用MSC.Dytran程序对矩形液舱在一确定装载水平下的液面晃动进行仿真分析,得到了不同时刻舱内液体的液面形状。     

三维矩形弹性液舱内液体晃荡数值模拟研究

为了解三维弹性液舱内液体晃荡情况,采用ADINA模拟不同激励频率下液舱内液体的晃荡,将所得的结果与解析解进行对比,得到不同载液率下弹性液舱内液体晃荡特点,得到液舱载液率、外界激励等参数变化对液体自由表面运动及晃荡荷载的影响.     

装载浓硝酸的化学品船独立液货罐结构强度直接计算分析

结合装载浓硝酸的化学品船液货罐结构上的特点,详细推导了船体三维运动时液舱货罐内部压力的计算公式,在此基础上提出将求解液舱货罐内部压力问题转化为以横倾角和纵倾角为设计变量,液舱货罐内部压力为目标函数的一个最优化问题,并利用Matlab优化工具箱求解,最后进行有限元直接计算和分析,得出满足CCS规范要求的液罐结构形式。     

大型补给舰船液舱晃荡载荷计算方法

随着补给舰船的大型化,补给舰船中的液舱晃荡问题开始凸显。为给大型补给舰船的液舱结构设计提供方便、可靠的晃荡载荷输入,基于改进的VOF法,以Youngs法重构自由液面,结合部分单元参数概念,提出了一种精度更高且数值稳定的、处理非矩形复杂舱室边界晃荡载荷的计算方法。通过对不同装载情况的液舱晃荡进行数值分析,并与Hirt-Nichols算法以及实验结果进行对比,证明该方法可有效改进自由表面的模拟效果,提高舱室内部速度、加速度和压力的预报精度。网格敏感性分析证明该方法的数值稳定性较好,较粗的网格也能达到较高的精度。所建立的晃荡载荷计算方法可用于对补给舰船的液舱晃荡设计载荷进行快速、准确的预报。     

A numerical study of the effects of bottom and sidewall stiffeners on sloshing behavior considering roll resonant motion

In the present study, aiming to provide practical guidance for the structural design, the effects of the small bottom and sidewall stiffeners on sloshing loads in shallow and intermediate liquid conditions are investigated numerically. The interaction between the highly nonlinear free surface flow and a large number of small stiffeners is modeled based on the Moving Particle Semi-implicit method. 2D models of a rectangular clean tank and tanks with small sidewalls or bottom stiffeners are considered. For filling ratios ranging from 5% to 20%, harmonic angular motions with periods around the analytical sloshing resonant ones are applied. Simulation snapshots and computed pressure time series, pressure variation, wave run-up, maximum fluid velocity, and kinetic energy were provided to clarify the complex interaction between the small baffles and the shallow free surface flow. As a result, except for the tanks with bottom stiffeners in shallow liquid conditions, in which the response under actual resonant frequency should be considered, the response computed using the clean tank excited by its resonant period can be adopted as a conservative estimation for the sloshing loads of actual tanks with small stiffeners.     

液舱内不同结构形式对晃荡的影响分析

采用光滑粒子水动力学法( SPH)对二维晃荡问题进行了计算和分析.研究了“I”型和“T”型2种结构形式对矩形液舱内液体晃荡的抑制效果.通过对不同隔板尺寸的对比研究,得到了隔板高度和宽度对晃荡的影响作用.数值分析结果表明,“I”型和“T”型种防晃结构在高度为水深的60％～80％时具有很好的防晃效果.对于“T”型防晃结构,...     

液化天然气B型独立液货舱结构低周疲劳研究

基于某B型独立液货舱为研究对象,开展液化天然气(LNG)船码头装卸货工况下的结构应力和温度场热应力分析,重点针对液货舱水平强框处连接节点计算其因装卸货受力和温度变化所引起的疲劳累积损伤。研究结果表明,部分研究疲劳节点由装卸货产生的低周疲劳损伤在整个结构疲劳累积损伤中的占比较大,对结构疲劳损伤起主导作用,需要在液货舱疲劳强度分析中予以重点关注。因此,对此类B型独立液货舱进行结构设计必须考虑低周疲劳的影响。     

基于新IGC的液化气船独立液舱内部压力计算分析

新版IGC明确要求应采用三维加速度椭球法计算独立液舱的内部压力,相对于传统的二维计算法,该方法能够更加准确的确定液舱各位置的内部压力,但是计算也更加复杂,尤其对于几何形状不规则的液舱.本文研究了液化气船独立液舱内部压力的计算方法,给出了三维加速度及最大液柱高度的计算公式,编制了专用计算程序,并将其应用于某型实船液舱内部压力计算,得出若干结论,对于独立液舱的结构设计具有重要的参考意义.