基于四面体网格的船舶静水力计算方法精度研究

四面体方法非常适合分析多凸体(浮式海洋平台、子母船和半潜船等)结构的浮态问题,该方法已经在多个工程领域进行了应用,但是对其静水力计算方法的精度研究还未见报道.文章首先介绍了基于四面体网格的静水力计算方法,然后通过椭球算例研究了典型静水力参数的计算精度与单元尺寸的关系.算例选取了 5种不同的单元边长,针对浮体的3个典型静水力参数,进行精度分析.试验结果表明,四面体算法的精度控制水平与Maxsurf大致相当,当单元边长取为主尺度最小值的5％时,该算法即可取得满意的精度.     

四面体方法在子母船浮态和稳性问题中的应用

子母船的横截面存在不规则非连通域,造成传统算法在浮态和稳性计算应用中存在较大困难。对此,提出一种计算子母船浮态和稳性的新方法：将子母船剖分成多个四面体,将四面体与水面的切割关系归为5种,计算每个四面体的体积和体积心,汇总得到整船排水体积和浮心坐标。在浮态计算方面,通过建立优化设计数学模型,求解得到水面方程。在稳性计算方面,通过求解浮力与重力作用线之间的距离得到稳性恢复力臂。通过数值算例对某登陆舰进行典型工况下的浮态和稳性进行计算。结果证明：该算法不需要计算横剖面几何要素即可得到子母船的排水体积和浮心,能避免子母船浮态和稳性的计算困难;该算法可单独建立子船和母船的四面体模型,通过“自由组装”的方式进行整船建模,在多工况建模时能体现出较强的优势。     

船舶稳性计算程序ESTAB

介绍了一个基于三维稳性计算方法的实用计算机程序ESTAB。采用三角形剖分技术和一些先进的算法,实现了船舶舱室和各种剖面的生成,可以可靠地获得各种载况下的浮态,不同纵向位置的进水角,各类型舱室的舱容要素曲线和船舶静水力曲线,帮戎曲线,插值曲线,静（动）稳性曲线,可浸长度曲线,弯矩与剪力曲线以及破舱时的浮态和破舱稳性。     

货船船型对静稳性曲线的影响

鉴于船体形状与船舶静稳性的关系十分密切,设计了船型尺度与静稳性曲线特征关系的正交试验。通过大量数据对比,分析了货船形状特点对静稳性曲线的影响趋势和影响程度,为货船在方案设计阶段的静稳性评估提供直观结论。正交试验方法得出,吃水型深比对船舶稳性的影响较大。     

船体阻力计算中网格划分方法研究

由于网格划分中多种因素的影响,导致船体阻力等水动力性能的计算难以获得较精确的结果。文章针对粘性流体力学算法(FLUENT软件),探讨了影响船舶水动力学计算的若干网格因素,对网格生成中部分因素的影响进行了考察。通过一系列的计算、分析,提出改进计算的方案,确定了适用于工程实际计算的参数,据此对船体阻力进行了计算,与试验结果比较表明有较好的符合程度。     

折线边坡稳定计算方法探讨

折线边坡稳定分析方法很多,不同计算方法的假设条件不同,得到的安全系数和边坡剩余推力大小也不相同。采用哪种方法计算较为合理、准确,在工程设计中有必要加以澄清。通过具体算例,分析探讨不同计算方法的优缺点,给出折线边坡稳定分析的推荐方法。     

椭圆形沉箱浮游稳定的计算法

在矩形箱格的矩形沉箱和扇形箱格之圆形沉箱的浮游稳定计算原理的基础上,对二种类型椭圆沉箱两端半圆段内不同几何形状的箱格之自身对称轴的惯性矩,经图形转轴公式和平行移动公式转换,并经数学推导得到对椭圆形沉箱纵向形心轴平行的箱格自身形心轴的惯性矩i及其之和Σi的计算式,从而解决了椭圆形沉箱浮游稳定计算的问题。     

桶形直立结构护岸抗滑稳定计算方法的研究

本文对依托工程已取得研究结果的衔接段原位观测数据和离心模型试验研究进行分析,在此基础上初步建立了桶形直立结构护岸的抗滑稳定计算方法。     

基于传递矩阵法的艉轴静态校中计算

采用传递矩阵法,利用MATLAB软件对艉轴进行直线校中的理论计算,并基于理论计算程序编写出基于实测值的计算程序,根据实际测量结果计算出艉轴各项参数,并与理论计算结果进行对比,发现二者计算结果基本相符.这对于优化艉轴校中算法,改善船舶艉轴运转状态具有重要意义.     

XJ自升式平台拖航稳性计算方法

针对XJ自升式平台,采用Moses软件建立平台模型,分别计算该平台在油田拖航和远洋拖航时的完整稳性以及破舱稳性。将实际拖航时的稳性情况与数值模拟结果进行对比发现,用Moses简化建模来模拟计算平台拖航稳性所产生的模型误差对最终稳性计算结果的影响较小。     

基于迭代计算的加速度计标定方法

在建立三轴加速度计数学模型的基础上,提出了一种新的三轴加速度计的标定算法.加速度计在静止状态下,各敏感轴分量的模值等于当地重力加速度的数值.通过六个不同静态位置加速度计的输出建立标定方程.采用迭代算法对加速度计的标度因子和零偏进行解算.仿真结果表明,算法能够有效标定出加速度计误差参数,并且对较大偏差的初值同样适用,且迭代过程收敛迅速,计算量小,非线性适应性较强,能够拓展标定算法的应用范围.     

基于动网格的双圆柱体附连水质量的数值计算方法研究

介绍采用CFD软件Fluent数值计算双圆柱体附连水质量的简便方法。该方法计算出的附连水质量与试验值相比有较好的精度,可以推广于多体船总振动的附连水质量的计算。     

基于CATIA V6的船舶结构有限元网格方法

CATIA作为一款通用的工业设计软件,在许多制造行业得到了广泛的应用。随着V6版本较之V5版本进一步的提升了结构模型转换FEM平面单元的能力,CATIA目前已能够实现船体结构模型直接生成有限元网格。通过深入应用CATIA V6,依靠软件强大的三维建模功能,能够极大的减少船体结构划分有限元网格工作的工时。同时利用关联设计复用以往模型,进一步提高FEM模型的生成效率。甚至能够为实现船舶结构设计CAD/CAE一体化的目标提供了具有可行性的研究路径。因而本文通过分析CATIA软件生成有限元网格机制,结合船舶结构有限元分析对生成网格的要求特点,确定了具有实践性的结构建模与网格划分方法。最后通过实践案例予以验证,结合网格质量检查与优劣势分析,基于CATIA平台为船舶结构快速生成有限元网格提供了一种较为高效的方法。