高速五体船结构设计的几个关键问题

五体船(Pentamaran)的概念最早由英国船舶设计师Nigel Gee提出,该新船型以其诸多独特优点,正日益引起国际造船界的重视.结构设计是五体船开发中最关键的环节之一.本文介绍了高速五体船结构设计的直接计算法,结合国外设计实例,较详细地阐述了五体船结构设计的外载荷计算、结构分析、疲劳分析等几个关键问题,并例举出五体船结构设计中亟待深入研究的方向.     

深海采矿船总纵强度设计分析

基于国内对于深海采矿船这一特殊船型还未形成设计规范的现状,为了研究该船型总纵强度问题,首先从结构形式入手,接着分别对校核剖面和计算工况选取进行了研究论述,针对航行工况和在位工况下具有不同的服役功能,采用了规范计算和水动力分析相结合的方法对波浪载荷进行了计算;最后采用三维直接分析技术对全船总纵强度进行了评估,明确了结构设计应重点关注的区域;通过月池区船体梁理论值与实际值的对比,总结出了适用于深海采矿船总纵强度的评估方法,为该船型强度分析和结构设计提供参考。     

高速三体船结构设计

针对三体船的船型特点,进行了全船范围的结构设计,确定了关键部位的布局形式和结构尺寸以及主体和片体的连接形式。采用计算法设计了三体船的典型剖面结构,并采用规范校核验证了结构的合理性,最终形成了一套比较完整的三体船设计方案和结构评估方法。     

大型汽车滚装船结构设计及强度分析

滚装船总纵强度的特点主要是中拱问题，中剖面的最大中拱弯矩值可能比同样主尺度常规船型要高出４０％或更多，所以仅靠现有的规范是不够的，有必要对全船进行结构有限元计算。本文通过对４５９０ＰＣＳ汽车船结构特点的分析，利用有限元对全船结构强度进行三种载荷工况的计算分析，对了解、掌握该型船的结构受力特点、优化其结构设计以及对该型船日后的建造、营运、维护均有一定的参考价值。     

三体船连接桥结构波浪载荷研究

根据三体船船型简要分析连接桥结构波浪诱导的剖面载荷特征。以三维势流理论为基础,应用简单格林函数法对三体船在波浪中运动与载荷的时历进行仿真计算,并将时域结果转换为频域,之后对航行于北大西洋的三体船的连接桥波浪载荷进行长期预报,最终探索三体船连接桥纵向剖面的各载荷分布规律和趋势。     

22000吨级超宽浅吃水双桨油船结构设计关键技术

22000吨级超宽浅吃水双桨油船是目前世界上最大的加油船。文章简要介绍了该船的船型特点,阐述了该船结构设计的关键技术。针对该船超常规尺度的特点,采用波浪载荷预报及有限元直接计算方法计算其结构尺寸,并与常规尺度船舶进行比较发现二者结构尺寸差别较大。创新采用的只设顶墩不设底墩槽形舱壁设计满足结构强度、舱容和工艺要求,并实现舱壁轻量化设计。创新采用的"肋板/纵桁+半高桁材+局部支撑"半开放式槽形舱壁支撑设计,既方便了施工,又减轻了结构重量。采用多项轻量化设计技术,减轻了结构重量,降低了建造成本,提高了营运经济性。该船的超常规尺度结构设计对类似船型的结构设计具有一定的借鉴意义。     

多用途船舱口围设计及有限元计算

多用途船是一种能载运多种不确定性货物的船型,超大开口是此种船的最大特征。以12 500 DWT多用途船为例,阐述了大开口多用途船的舱口围结构设计。针对多用途船开口大,容易导致变形的问题,对全船舱口围进行有限元建模计算,对结构进行综合分析,探讨对强度影响比较大的工况并作有效加强,使结构设计合理化。     

小型LNG船C型独立液舱结构设计与研究

作为小型LNG船的关键技术之一,C型独立液舱及其维护系统决定着整船的经济性能和安全性能。简要介绍了C型独立液舱的特点,详细阐述了其结构设计流程和相关计算方法。最后对某两种船型的液舱进行基本结构设计,并对设计结果进行了强度校核。     

不对称多体平台波浪载荷分析

以不对称多体平台为研究对象,采用三维势流理论确定该船型的波浪设计载荷,并进行随机海浪下的载荷特性分析,结合劳氏三体船规范,将规范计算值与数值预报结果进行对比,分析三体船劳氏规范在不对称多体平台上的适用性,并对超出规范适用范围的情况进行讨论和修正。     

25万吨级矿砂船结构设计

超大型矿砂船(VLOC)尺度大,所受载荷恶劣复杂,在结构设计中,有限元分析是必不可少的工作。介绍了25万吨级矿砂船的结构设计特点,阐述了针对矿砂船多发问题所做的优化工作,尤其在货舱布置时设置数量适宜的横舱壁既有利强度问题,同时也便于装卸货的灵活性。     

影响高速三体船连接桥砰击压力峰值因素研究

利用LS-DYNA仿真软件建立高速三体船连接桥结构二维有限元模型,计算其入水砰击问题。计算中考虑高速三体船的空气层、结构质量、连接桥宽度和主船体的舭升高角度因素对连接桥砰击压力峰值影响。通过分析,得出各个因素对高速三体船连接桥砰击压力峰值的影响规律。     

基于AHP的三体巡视船概念设计研究

为论证三体船型较常规船型的总体性能优势,采用层次分析法,对船型进行多目标综合评估。在此基础上完成了一型千吨级三体巡视船概念设计,并阐明了该船型的主要设计特点,可供以后此类船型设计时参考。     

三体船垂向波浪载荷预报

以一艘三体船为例,采用基于三维线性势流理论的流体动力计算程序,进行船体波浪载荷的长期预报,并将波浪载荷的长期预报值与英国劳氏船级社三体船规范计算值进行比较分析。结果表明,在现有条件下预报结果具有一定的准确性,可用于指导船体初步结构设计。     

三体船侧体布局及型线优化设计研究

采用分层次优化,首先以总阻力最小为优化目标对某三体船侧体横向和纵向的相对位置进行了优化研究,得到阻力性能最优的三体船侧体布局方案;然后基于侧体最优布局,进行型线优化,最终完成三体船的侧体布局和型线的序列优化。结果表明,所采用的三体船侧体布局及型线优化方法具有可行性,可为三体船船型设计提供参考依据。     

三体船横摇惯性半径的估算方法研究

三体船的研究与应用极大地推进了高速船舶的发展.对三体船耐波性研究的重要工作内容之一是确定其横摇惯性半径,以计算船舶的横摇周期等.由于三体船的特殊结构,横摇惯性半径的确定方法与单体船型有所不同.在三体梁简化模型的基础上,通过对计算结果的拟合与修正,找到了三体船横摇惯性半径计算的相关参数,得出三体船惯性半径的估算公式,并通...     

三体船横向结构波浪设计载荷试验与规范比较研究

三体船连接桥结构波浪设计载荷的确定对结构设计中关注的横向强度问题来说是非常重要的.为了研究一艘三体船连接桥横向波浪载荷,进行了该三体船的水池模型试验,包含不同浪向下规则波与不规则波试验.试验对连接桥遭受的分离弯矩Msp、分离剪力Qsp和横向扭矩Mtt进行了测量,分析了其传递函数和统计的特性.根据对这些连接桥横向波浪载荷在试验值、推断值与规范计算值之间的比较分析表明:劳氏规范关于这些横向波浪载荷的计算值可能对应于规则波双幅波高6.0m;对于不同的横向波浪载荷来说,保证率为99%的设计载荷推断值对横向扭矩Mtt来说要大于规范计算值,而分离弯矩Msp和分离剪力Qsp的推断值对应的规范计算值则相当,这意味着没计人员在用劳氏规范进行校核时,横向扭矩Mtt的规范计算值是偏向于冒险的,应给予特别关注.     

侧体对称性对穿浪三体船阻力性能影响的试验研究（英文）

This paper presented the results of an experimental investigation into the resistance performance of a wave-piercing trimaran with three alternative side hull forms,including asymmetric inboard,asymmetric outboard,and symmetric at various stagger/separation positions.Model tests were carried out at the National Iranian Marine Laboratory(NIMALA) towing tank using a scale model of a trimaran at the Froude numbers from 0.225 to 0.60.Results showed that by moving the side hulls to the forward of the main hull transom,the total resistance coefficient of trimaran decreased.Findings,furthermore,demonstrated that the symmetry shape of the side hull had the best performance on total resistance among three side hull forms.Results of this study are useful for selecting the side hull configuration from the resistance viewpoint.     

基于CFD的三体船侧体布局优化

三体船构型复杂,侧体布局对其阻力性能有很大的影响。基于计算流体动力学(Computational Fluid Dynamics, CFD)理论,利用SHIPMDO-WUT软件平台构建一种侧体布局自动优化方法。以某高速三体船为例,进行侧体布局的优化,结果表明:在4个不同弗劳德数下,优化船较母型船的兴波阻力均有所下降,总阻力也相应减小。得出在4个不同弗劳德数下总阻力最小的侧体布局方案,表明该方法的可行性与有效性。研究内容可为三体船减阻优化设计提供参考依据。     

一种具有倾斜侧体的三体船阻力试验研究

作为一种高性能船型,三体船受到了研究人员的广泛关注。由于侧体位置对三体船剩余阻力会产生影响,为了研究倾斜侧体对三体船阻力性能的影响,设计了一种新型的倾斜侧体三体船,并在拖曳水池中开展了相应的船模阻力试验。试验中,针对这种新型的斜侧体三体船,采用船模拖曳的试验方法测量了不同装载情况侧体多个倾斜角度下的三体船裸船体阻力。而后,依据傅汝德假定对试验数据进行了计算,分析并讨论侧体倾斜角度对三体船剩余阻力的影响。试验结果表明,选择侧体合适的倾斜角度有利于降低三体船的航行阻力,为此类船型的设计尤其是快速性方面的研究和设计提供参考。