船体外板板材规范设计

在超大型集装箱船船体结构详细设计中,改变以往主要参照母型船板材尺寸开展设计的做法,引入规范软件核算全船外板板材的规格。根据船体结构的线型特点统筹规划外板板材,重点分析常规船体外板板材的布置形式和艏艉波浪砰击作用下的船体外板板材布置形式,并对相关参数进行计算,以期在保证船体结构强度满足要求的同时提升板材的利用率。船体艉部砰击外板板材和艏部砰击外板板材计算结果表明,尽管计算结果会受到多种因素的影响,但最主要的因素是肋骨间距。该船体外板板材规格核算方法有效,后续可延伸到其他类型船舶中,供其船体板材规范计算参考。     

船体艏艉板水火加工主要变形影响参数及规律研究

加热线间距是艏艉板水火加工成形的一个重要变形影响参数。随着加热线间距减小,将引起相邻温度场之间的复杂耦合,导致对局部变形产生较大影响。运用ANSYS有限元分析软件,对船体艏艉外板水火加工过程进行了数值模拟,分析了加热线间距对局部收缩量的影响规律。并通过实验验证了计算结果的可靠性。     

基于数值模拟方法的深潜水作业支持船快速性综合优化

针对一型具有水下多种工程作业功能的3 000 m深潜水作业支持船这一大型复杂船型,基于数值模拟方法进行快速性综合优化研究。数值模拟船体艏部形状、艉封板高度及小尾鳍角度等变化,分析艏艉部线型的改变对船体阻力及伴流的影响。根据分析计算结果综合优化船体线型,预估船舶航速,并在水池对最终优化后的船型进行模型试验。结果表明:试验结果与数值预估结果吻合,验证了数值计算的准确性以及大型复杂工程船型线综合优化设计思路的正确性。     

船体外加电流阴极保护系统设计中问题的探讨

船体外加电流阴极保护系统国家标准(GB/T3108-1999)中关于设计电流密度的选取并由此计算船体的保护电流总量.由于船舶的结构布局等因素,往往使电极不能按理想的设计方案在船体E进行布置与安装,致使有些部位电流不足,导致部分船体得不到充分的保护.经实船实验证明,在船体设计安装外加电流阴极保护系统的同时,应在艉部等部位相应没计安装部分牺牲阳极以弥补辅助阳极电流之不足.     

超大型FPSO半船大合拢技术

为缩短超大型FPSO建造周期,按照区域和功能对FPSO进行物理切分,将主船体部分划分为艏半船、艉半船,上部模块划分为生活区模块、功能模块和油气处理模块,艏、艉半船及上部模块在不同厂区并行建造,完工后到总装厂集成,对一艘超大型FPSO的艏、艉半船采用大合拢技术,实现艏、艉半船并行建造,缩短总建造周期;分析半船大合拢划分原则、方法及大合拢技术准备和大合拢操作流程,实践证明,该船体划分方法和半船并行建造及合拢技术可将FPSO总建造周期缩短6个月,保证项目按期交付,缩短资金占用时间,降低成本。     

基于CFD技术的散货船线型优化研究

随着CFD技术的逐渐成熟,该技术已被应用于线型母型的选取和线型优化等设计流程中。依托"计算流体力学的实用化研究"项目,以17.5万dwt散货船为研究对象,应用CFD软件和优化软件来改进该船的阻力性能及伴流场。选取船体艏部三个特征参数和艉部两个特征参数作为优化变量并针对每个改型进行数值模拟,并将该船原型及艏、艉部分别优化所得线型进行模型试验,试验结果与数值研究方法的结论一致。     

基于波浪增阻的长球艏球艉双体风电维护船研究

根据中国海上风电场维护船的使用要求和航行的环境特点,选取快速性和耐波性良好的长球艏球艉双体船作为风电维护船船型。利用基于CFD的数值仿真方法模拟长球艏球艉双体风电维护船在波浪中的纵摇和升沉运动,计算其波浪增阻。研究球艏球艉长度和片体干扰对长球艏球艉双体船在波浪中阻力性能的影响,为球艏球艉双体船以及风电维护船的船型设计与优化提供参考。     

超大型集装箱船艏艉砰击强度直接计算方法

超大型集装箱船的船艏显著外飘、船艉宽平外悬,使其在恶劣海况下航行时容易发生严重的砰击。为确保船体艏艉部结构在砰击中不发生损坏,需要研究作用到艏艉外板上的砰击压力,并以此为设计载荷来校核外板和相连结构的强度。目前对集装箱船砰击局部强度的校核要求仍以经验公式为主,但是为提高对超大尺度船舶强度校核的可靠性,近年来推出了砰击的直接分析方法。本文初步分析了砰击直接分析方法的基本原理,并运用该方法对20,000 TEU集装箱船的艏、艉部砰击压力以及最小板厚要求进行了研讨,其结果可为超大型集装箱船的结构设计提供重要的参考。     

半潜式游艇运输船艉门紧固装置反力分析

为得到航行工况下某半潜式游艇运输船的艉门与船体连接处的反力,对艉门紧固装置进行模拟,采用有限元法对包含艉门的全船结构进行直接计算分析。经过初次计算和修正,得到各紧固装置理想可靠的支反力数值。为满足规范的要求,对紧固装置进行冗余设计,经过分析筛选,将本来按规范的要求操作会产生巨大工作量的问题简化,得到紧固装置冗余设计下的支反力。采用该方法得到的支反力结果可应用于艉门及船体结构强度评估中,供解决类似工程问题参考。     

深水FPSO总纵强度分析和结构设计

深水浮式生产储卸油装置(FPSO)船体为超肥大线型,远洋拖航自存和在位作业满载极端环境工况是FPSO船体设计的控制性工况。基于GL ND《海上拖航指南》和BV船级社规范,优化确定FPSO远洋拖航自存工况的吃水。基于远洋拖航航线和作业海域的环境条件,应用DNV SESAM软件计算FPSO船体波浪载荷和运动加速度,为船体、上部模块、管廊模块和主甲板管道支架设计提供基础数据。FPSO油舱段采用“干式安全带”保护设计理念,减轻了船体结构腐蚀。应用BV VeriSTAR Hull软件分析油舱段船体结构强度,得到船体的应力水平、应力分布和变形。在中间货油舱内设罝横撑杆,提高了船体横框架强度和刚度,降低了主甲板强横梁、船底肋板和纵舱壁垂直桁的尺寸,减轻了船体自重。基于累积损伤的简化疲劳分析方法,应用DNV SESAM软件分析FPSO船体结构疲劳,综合考虑了拖航、海上安装和在位作业工况,得到FPSO船体关键结构处的疲劳寿命。     

复杂结构阴极保护设计中电流屏蔽效应数值模拟仿真

复杂结构的阴极保护优化设计是实际工程中的一个难题,本文采用以边界元法为基础的数值模拟仿真技术,模拟计算潜艇上层建筑区域阻挡式和吸收式2类电流屏蔽效应的影响.研究结果表明,复杂结构阴极保护设计中结构电流屏蔽效应的影响随着遮挡物高度的变化而变化,当该遮挡物小于一定值后,阻挡屏蔽效应影响消除;气瓶等设备对保护电流的屏蔽效应明显,阻碍阳极提供保护电流.气瓶、高电位金属管路等设备与艇体间的绝缘措施良好时,不产生吸收式屏蔽效应;气瓶、高电位金属管路等设备与艇体结构间的绝缘措施失效时,将产生吸收式的屏蔽效应.对于潜艇上层建筑这种非常复杂结构阴极保护系统的设计,基于边界元法的数值仿真是一种有效的方法.     

大气区被氯盐污染的钢筋混凝土外加电流阴极保护电流分散的研究

通过室内试验,针对大气区被氯盐污染的钢筋混凝土采用外加电流阴极保护系统其阴极保护电流在被氯盐污染混凝土结构的多层钢筋的分布规律进行了研究,为混凝土外加电流阴极保护工程的设计提供指导。研究结果表明:在大气区被氯盐污染混凝土中,邻近辅助阳极的第1和第2层钢筋共吸收的的电流较多,占总电流的70%以上;第2层钢筋与第1层钢筋的间距对电流在的钢筋中的分散情况影响较大。     

铝合金船体阴极保护系统的数值模拟仿真

采用以边界元法为基础的数值模拟仿真技术,在停航、各种航行航速状态和防腐蚀涂层几种典型损伤状态下,仿真计算铝合金船体表面保护电位分布、保护电流密度分布以及牺牲阳极消耗速度,确定牺牲阳极的有效极限体积,达到在停航及各种航行航速状态下,使船体全部表面上保护电位值处于有效范围内,从而确立船体的最优牺牲阳极保护方案.两年实际使用情况表明,边界元数值模拟仿真技术用于船舶阴极保护系统优化是一种有效的、先进的方法.     

杭州湾某码头改造工程钢管桩牺牲阳极阴极保护

介绍杭州湾水域自然条件下,钢管桩实施牺牲阳极阴极保护所进行的保护面积与保护电流计算、牺牲阳极型号的选取、阳极的水下安装、阳极的性能检测与验收以及保护效果的检测等设计及安装情况。保护电位测量结果表明钢管桩阴极保护效果良好,该工程阴极阳极设计与施工合理,有关参数的选取可供杭州湾水域进行相关阴极保护设计参考。     

绿色35,000吨散货船船体线型优化及设计研究

本文针对新一代绿色环保船型研发的需求,在已有性能较为优良的35000吨散货船的基础上,对船体线型作进一步的优化设计。利用势流计算原理及粘性流计算原理分别对船体周围流场特性进行计算分析,结合在船体线型设计方面的经验对原船线型作进一步的改型优化,并通过水池模型快速性试验验证获得了更为优良的船舶线型。经对线型改型优化,既降低了阻力又提高了推进效率,总的节能效果可达9%。说明线型改型优化已取得了较为明显的效果。此外,采用粘性流计算原理进行数值计算应较势流计算原理更为全面合理。特别对原来快速性能已较优良,方形系数CB较大的船型来说,采用粘性流的计算分析法能获得更为合理的结果。     

PID控制算法的恒电位仪在船体阴极保护系统中的应用

研究了基于PID算法的恒电位仪在船体阴极保护系统中的应用。讨论了增量型PID算法在系统中应用的优势。根据实际应用的需要,控制程序实现了从自动控制到手动控制切换的平滑无扰功能。通过现场总线CAN实时传输船体数据到位于机舱的复式报警面板,能记录一年的船体数据和报警信息存档备份。经过工厂的模拟实验和实船的航行实验记录的数据证明,该套系统能够很大程度上保护船体不受腐蚀。     

Research and development of a digital design system for hull structures

Methods used for digital ship design were studied and formed the basis of a proposed frame model suitable for ship construction modeling. Based on 3-D modeling software, a digital design system for hull structures was developed. Basic software systems for modeling, modifying, and assembly simulation were developed. The system has good compatibility, and models created by it can be saved in different 3-D file formats, and 2D engineering drawings can be output directly. The model can be modified dynamically, overcoming the necessity of repeated modifications during hull structural design. Through operations such as model construction, intervention inspection, and collision detection, problems can be identified and modified during the hull structural design stage. Technologies for centralized control of the system, database management, and 3-D digital design are integrated into this digital model in the preliminary design stage of shipbuilding.     

毛里塔尼亚友谊港阴极保护翻新工程

介绍了毛里塔尼亚友谊港引桥及码头钢管桩原防腐系统达到设计使用年限后,在传统防腐保护方法的基础上,对腐蚀最严重的区域引进了PTC新型包覆防蚀技术。通过采取涂料、PTC包覆和牺牲阳极阴极保护三种防腐方法的有效结合,解决了水位变动区和海洋浪溅区部位腐蚀严重部位的涂料修复困难问题,保证钢管桩具有更长久、更全面、更有效的保护效果。工程实施后,保护电位测量结果表明钢管桩防腐保护效果良好,该工程设计与施工合理。     

欧洲某型舰壳声纳水管理系统的优化设计

为满足欧洲某型舰壳声纳对水环境的要求,分析了该型声纳水管理系统的设计方案,并结合传统设计经验对方案进行差异比较,最终形成了优化设计方案。     

水面舰艇船体防腐和阴极保护的优化设计方法

海水及海洋大气对船体金属的腐蚀是困扰舰船的一大难题，现代水面舰船防腐蚀设计的重要性日趋明显。介绍国内外水面舰船防腐蚀设计的现状、现代水面舰船防腐蚀和阴极保护优化设计的方法、耐腐蚀材料的选用和应注意的事项。阐述目前国内现代水面舰船防腐蚀存在的主要问题和今后的发展趋势。