基于AIS数据的散货船压载吃水取值研究

考虑到散货船压载吃水在压载工况下的系泊船舶作用力计算、桥梁净空高度设计等工作中是十分重要的参数,但在港口工程中尚无完善的计算方法,现行规范和相关标准的船型资料中亦未提及。通过对大量散货船船载AIS数据中压载吃水值的统计分析,得到不同吨级散货船不同累计频率下的压载吃水值。将得到的统计结果与国内外几种散货船压载吃水计算方法得到的计算结果进行比对分析,为船舶压载吃水的取值和规范修订提供参考。     

杂货船压载吃水的统计分析

针对现行的港工船型资料及相关规范对于船舶压载吃水的取值并未明确的问题,按照船舶吨级收集吃水参数,通过统计不同保证率累计频率得到杂货船压载吃水取值,将统计结果与国内外几种主流的压载吃水计算方法进行对比分析,并结合船型特点对统计结果进行规律分析。     

基于连续图谱的船舶吃水及纵倾优化

为解决船舶压载工况下的配载吃水和纵倾优化问题,对船舶压载工况的营运特点进行分析,给出考虑船舶吃水、纵倾、航速及主机功率等因素的多目标问题优化模型;针对大量离散试验和计算数据难以有效分析及优化求解的问题,提出基于空间二元拉格朗日插值算法的吃水、纵倾、主机功率三维连续图谱构建方法,并选取一艘典型散货船,通过图谱优化计算输出其最佳工况参数;最后通过实船海试验证该研究的有效性和实用性。     

散货船“最后分舱装载”的一种计算方法

散货船在装卸货物时,由于码头前沿水深的限制,常需控制船舶装载后的平均吃水及艏艉吃水差.为此,散货船装货到最后阶段,需预留部分货物,通过合理分配这部分货物的装舱位置,使船舶吃水及吃水差达到预定的值.分析比较目前船舶上通常使用的分配这部分货物的计算方法,提出利用各货舱的“加载100t艏艉吃水变化表”快速计算“最后分舱装载”的方法.实践证明,该计算方法比较简单,且能使散货船的最后分舱装载达到精准控制平均吃水和艏尾吃水差的目的,值得散货船装载时参考使用.     

基于SPIV的船舶标称伴流场受装载状态影响的试验研究

论文以某76000 DWT巴拿马散货船的缩比模型为研究对象,应用粒子图像测速(ParticleImage Velocimetry,简称PIV)技术对设计吃水与压载吃水装载状态下船舶的标称伴流场进行了测量,测量结果精细的展现了舭涡、假毂毂帽涡以及"钩状"速度等值线结构,其流场特性与KVLCC,JBC等U型艉肥大型船舶艉流场特性符合。最后,对设计吃水与压载吃水工况下船舶标称伴流场进行了轴向速度分布,速度矢量分布、旋涡强度、涡量以及流线等对比分析。结果表明:桨盘面内流场受船舶装载状态影响较大,外流场区域受装载状况影响较弱。设计吃水状态下螺旋桨盘面舭涡呈现"圆形"而压载吃水状态呈现为"耳形"且设计吃水状态涡量较大。另外,不同装载状态下舭涡与假毂毂帽涡的旋涡中心不同。     

基于ANSYS平台的散货船风载荷计算方法

为了评估散货船在突发性大风下的安全情况,研究采用计算流体动力学方法对船舶的风载荷进行仿真计算。文章基于船舶的二维图纸建立三维模型,应用ANSYS平台的Fluent仿真模块对三维模型进行网格划分,形成有限元模型。对在不同风速、不同吃水、不同风向角下的船舶有限元模型进行仿真计算,获得不同工况下船舶的风载荷数值。仿真结果为散货船抗风等级提供依据,也便于发现散货船受力的薄弱环节,为船舶的设计建造提供参考。     

散货船操舵试验舵计算及参数分析

根据IMO安委会第92次会议的修正案35对SOLAS规范第Ⅱ-1章C部分第29条第3段增加的补充说明3.5.3,对于无法做到结构吃水的情况,需对压载状态的舵叶的受力和扭矩进行推算,得出等效于结构吃水状态情况下的数据,以验证舵机的性能。虽然此修正案已生效一段时间,散货船也一直提交压载状态的舵叶受力和扭矩计算书,但有时会忽略试验结果与理论计算的比对,对其计算过程中一些参数的选取也不够严密。文章将在82K散货船的基础上分析转换计算的过程和一些参数选取。     

基于结构共同规范的散货船槽型舱壁优化设计

基于《散货船和油船结构共同规范》,以散货船的重压载舱为研究对象,从槽型舱壁的基本设计参数入手,结合规范计算结果和直接计算结果,对重压载舱的槽型舱壁进行优化设计。在满足结构强度衡准要求的基础上,得到技术经济性最优的重压载舱槽型舱壁结构形式,为后续的散货船结构轻量化设计提供参考。     

散货船纵倾阻力研究

船舶在航运过程中为了节能减排并获得最大的经济效益,往往希望以同样的速度、同样的排水量行驶时能有更小的阻力,通过调节船舶纵倾角度来改变船舶的航态,进而减少船舶阻力是一种简单有效的方法。以180000 DWT 散货船在设计吃水设计航速平浮航态为基础,对船舶分别进行不同角度的首倾和尾倾的调节,在Fluent中用k-ε和k-ω两种湍流模型分别求解RANS方程组,计算出不同倾角下船舶阻力值。并通过相同工况下模型试验来验证计算结果,得出针对本180000 DWT散货船而言,通过改变船舶纵倾角可以减少船舶阻力的结论。     

散货船纵倾阻力研究

船舶在航运过程中为了节能减排并获得最大的经济效益,往往希望以同样的速度、同样的排水量行驶时能有更小的阻力,通过调节船舶纵倾角度来改变船舶的航态,进而减少船舶阻力是一种简单有效的方法。以180 000 DWT散货船在设计吃水设计航速平浮航态为基础,对船舶分别进行不同角度的首倾和尾倾的调节,在Fluent中用k-ε和k-ω两种湍流模型分别求解RANS方程组,计算出不同倾角下船舶阻力值。并通过相同工况下模型试验来验证计算结果,得出针对本180 000 DWT散货船而言,通过改变船舶纵倾角可以减少船舶阻力的结论。     

散货船水尺检量分析

考虑到不同国家和地区的水尺检量员在实际水尺检量工作中,对船舶排水量计算存在不同的理解和认识,使得大宗商品国际贸易中对商品数量的认定存在着一些纠纷,基于水尺检量原理,结合实际工作经验,分析水运散装货物船船水尺检量过程中影响计量的因素,为准确计量货物提供参考。     

中长周期波浪条件下船舶航迹带宽度研究

针对现行《海港总平面设计规范》中航迹带宽度计算在中长周期波浪条件下存在的不足,对比分析国外航道规范中的研究成果,并通过船舶操纵模拟试验等技术手段,运用船舶外缘包络线法统计分析了不同航速、不同吨级的散货船在各种中长周期波工况下的航迹带宽度,给出了中长周期波浪条件下的波浪附加宽度参考值,并与国外规范中的设计取值进行了对比.     

CSR-H对3.5万吨散货船的影响评估

以3.5万吨散货船实船为例,主要通过SDP规范计算和DSA有限元计算,校核CSR-H对该船结构尺寸和质量的影响。在规范计算方面,主要核算不同工况下的轻货舱、重货舱/风暴压载舱的弯曲强度、剪切强度、极限强度和剩余强度对主要结构尺寸的影响。同时,对重货舱同时兼做风暴压载舱第三货舱的所有区域进行屈服强度评估和屈曲强度评估。     

晃荡要求对散货船压载舱结构的影响探讨

协调版共同结构规范（CSR-H）对散货船液舱的晃荡强度提出新的要求。针对散货船专用压载舱,通过对晃荡载荷的规范计算,并结合实船统计数据对比,探讨了基于CSR-H的晃荡要求对散货船专用压载舱结构设计的影响,包括有效晃荡长度、有效晃荡宽度和构件尺寸等。     

方沉箱浮游稳定特性

针对某港码头方沉箱,探讨了影响方沉箱浮游稳定特性各因素(定倾半径、质心到浮心的距离、定倾高度和沉箱吃水)随着沉箱密度和前舱加水高度的变化规律。结果表明:在前舱加水高度不变的情况下,方沉箱定倾半径和质心到浮心的距离随着沉箱密度增加而减小,定倾高度和沉箱吃水则相反;在沉箱密度不变的情况下,各因素随着沉箱密度的变化规律同前舱加水高度。前舱加水高度过高,会引起方沉箱的浮游由稳定平衡变为不稳定平衡,存在较大风险,而规范中并未有所体现,建议设计时加以考虑。同时在满足浮游稳定的前提下,尽量减少前舱加水高度从施工上来说是很有必要的。     

85,000 DWT散货船结构设计及优化

85,000吨散货船是上海船舶研究设计院主导开发的一型超巴拿马浅吃水型散货船。与以往同尺度船型相比,有着布置集约化、轻量化、油耗更低,经济性更优等特点。该船的结构设计因严苛的空船重量要求而面临重大挑战,在满足CSR-H 2018的基础上,需全方位、多层面进行结构重量优化工作。本文从该船的结构布置、计算、施工配合等方面,着重阐述了该船设计中的技术难点和有效的优化措施,为今后散货船设计提供参考。     

镍矿运输船沉没机理的数值模拟分析

近几年来,多条装运红土镍矿的船舶在南中国海倾覆沉没,引起业界的震惊。红土镍矿是一种非常特殊的矿物质,在运输过程中,如果船舶遭遇风浪,或船舶本身长时间的振动,都会导致该矿石的表面液化。液化后的混合液体具有较强粘性,可以形成自由液面。但由于现存的用于计算船舶自由液面的方法不适合于具有较大粘性的液体,因而无法解释运输该种货物船舶倾覆沉没的原因。所以,该文采用数学建模的方法,对运输红土镍矿的船舶进行了模拟计算。得出的结论是当流体的惯性力大于流体的粘性剪力时,粘性流体对船舶的作用力矩随时间的变化总趋势是逐渐增大。当流体产生的横向惯性力远大于流体的剪切阻力时,流体将会挣脱剪切阻力的束缚,迅速滑向船舶的一侧,使船舶的横稳性迅速消失,最终导致船舶很快倾覆沉没。     

基于响应面法的强力甲板结构优化设计

对于大型散货船,强力甲板是船体承受总纵弯矩及局部载荷的主要构件。特别是在压载工况下,强力甲板易出现结构问题,因此合理的强力甲板设计对船舶结构安全性和经济性十分重要。提出了基于响应面法的船体结构优化方法,并对一艘76 000 DWT散货船货舱段的强力甲板结构进行优化设计以验证该方法的有效性。在不同板厚尺寸、相同工况下进行甲板参数的灵敏度分析,选取适合的参数作为自变量。在计算出最大相当应力的基础上,应用响应面法的均匀设计试验方法,得出该舱段强力甲板最大应力与结构尺寸的函数表达式。以结构重量最轻为目标函数,在结构强度以及规范要求的最小厚度的约束条件下,对该舱段的强力甲板结构厚度进行优化。所得的优化结果说明该优化设计方法在实际工程中具有应用价值。     

新修订的IGC规则对37,500方LEG运输船破舱稳性的影响研究

提要：新修订的IGC规则对液化气船压载航行状态的破舱稳性提出了明确的要求,本文针对压载工况纳入破舱稳性计算中初始工况的问题,对江南造船(集团)有限责任公司自主研发的全球最大型液化乙烯气体运输船——37,5000方LEG运输船进行了破舱稳性方面的计算研究,得出了新要求对该船的破舱稳性计算结果的影响,并通过调整压载水装载方案,对不满足新修订的IGC规则的破舱稳性的工况作出了改进,并满足了这一新的基本要求,保持了江南造船在液化气船研发领域的技术领先优势,为公司后续接单做好了技术准备。     

Corrosion analysis of bulk carriers, Part I: operational parameters influencing corrosion rates

This paper considers the physical processes of corrosion that occur in bulk carriers. Three main types of corrosive environments are identified within a bulk carrier, namely, immersion in seawater, exposure to an enclosed atmosphere, and exposure to porous media. Fundamental variables influencing corrosion in each environment of the cargo hold region, ballast tanks and void spaces are identified. These serve to identify operational parameters that affect bulk carrier corrosion. It is proposed that such parameters can be used to obtain corrosion rate databases representative of vessel operation.