穿浪双体船总体设计载荷研究

为了比较分析不同高速船规范的适用性,根据DNV、ABS、CCS和LR规范中关于高速双体船波浪载荷的评估方法,分别对一高速穿浪双体船进行了总体波浪设计载荷的评估.同时对该穿浪双体船进行了水池模型试验,包含规则波与不规则波的试验.试验对该双体船的纵垂向弯矩、横垂向弯矩、横向扭矩和纵摇有关扭矩进行了测量,分析了其传递函数和统计特性.根据对纵垂向弯矩、横垂向弯矩、横向扭矩和纵摇有关扭矩在规范与试验之间的比较分析表明,DNV规范中关于该穿浪双体船总体波浪设计载荷的评估与模型试验值最接近,CCS规范次之,ABS和LR规范中关于该穿浪双体船的总体波浪设计载荷的评估值较试验值大很多,尤其是横向波浪设计载荷的评估.通过对规范计算的总体波浪载荷与模型试验结果及其推断值的比较分析,进一步明确了现行规范对该双体船波浪设计载荷评估的适用性:采用DNV和CCS规范对该双体船进行结构设计是合理的;采用ABS和LR规范将偏于安全和保守.     

高速双体船斜浪中运动响应及连接桥波浪载荷预报

应用二维时域格林函数法对二维半定解问题进行了求解,应用发展的二维半理论和程序对WP60高速穿浪双体船在斜浪中的垂荡、纵摇、横摇和垂向加速度等运动响应及连接桥结构的波浪载荷进行预报,并把理论计算结果与模型试验结果及其它程序计算结果比较分析,初步验证了文中方法和程序在预报高速双体船运动及载荷性能中的适用性.     

穿浪双体船扭矩计算方法研究（一）

穿浪双体船是在双体船的基础上开发出来的一种新船型。它因具有速度快,适航性好,布置宽敞等优点而受到人们的关注。但由于穿浪双体船左,右片体比普通双体船片体窄而高,连接桥宽度很大而其高度又很小的特点,使连接桥的横向强度,扭转强度成为结构设计的关键技术,穿浪双体船在航行中的波浪载荷是很复杂的,直到目前为止,还没有找到关于双体船设计“规范”专门对双体船外载荷进行准确,详细的研究与计算,这就给穿浪双体船的研究设计带来一定的困难,为此,针对穿浪双体船在波浪中的受力状态,根据力学平衡原理,在研究计算总纵弯矩的基础上,采用数学积分的理论方法,推导出了穿浪双体船波浪外载荷及连接桥扭矩,横向弯矩的计算方法,通过对某型穿浪双体船的计算,并与其他近似方法比较,认为本方法的计算经是相当精确的。     

双体船连接桥波浪载荷的试验研究

利用模型试验方法来决定作用在双体船连接桥结构上的波浪诱导载荷，探讨了航速、浪向及双体片体间距对连接桥所受垂向弯矩、扭矩的影响。     

三体船波浪载荷预报研究

根据现有某三体船的相关资料和海浪统计资料,采用三维频域计算方法,给出横纵向波浪载荷分量的传递函数及长短期预报值。横向波浪载荷包括各纵剖面的横向对开力、横垂向剪力、横垂向弯矩、纵摇有关扭矩等;纵向波浪载荷包括各横剖面的纵垂向剪力、纵垂向弯矩、纵向扭矩和水平弯矩。短期预报采用P-M双参谱;长期预报采用IACS推荐的Rec.34标准海浪统计资料,考虑到高速三体船适用于7级海浪的要求,根据实际情况把海浪资料波高截断,即有义波高变化范围为0.5⁶ m及0.56 m及0.5⁹ m,其中6 m及9 m有义波高的出现概率按照插值的方法得到。根据计算结果,可给出高速三体船的波浪载荷特征,为结构的进一步优化设计提供重要依据,并为相关规范公式的修改提供参考。     

双体船波浪载荷测试技术研究

双体船有异于常规单体船的船型结构决定了其波浪载荷有其独有的特点。一般来说,双体船由于片体之间流体相互作用会使其遭受的波浪载荷发生变化,其横向载荷如横向弯矩、扭矩等对双体船尤为重要,直接影响双体船的横向强度。本文对双体船在波浪中载荷的测试技术进行了研究,分析了模型的相似理论,并对波浪载荷测试系统进行了分析和设计,其中包含船模质量控制、模型分段设计、测量梁的设计以及湿甲板砰击弯矩和压力的测量设计等;对模型测量系统进行了仪器的配置研究。研究了双体船波浪载荷的实船测量技术,主要研究了测试内容、测点布置以及测试工况等,重点阐述了模型试验数据的处理技术,主要有垂向弯矩、扭矩和水平弯矩测点测量信号的低频和高频矩的分离和叠加处理,砰击压力的处理技术等;对模型试验和实船测试的不确定度进行了分析。     

穿浪双体船横弯矩计算方法研究

穿浪双体船是近十几年开发的新船型，它因具有航速高，适航性好，布置宽敝等优点而备受关注，也由于该船型片体窄而高，连接桥宽的横向强度成为结构设计的关键技术，但目前关于穿浪双体船在波浪中的横向勒荷研究尚不多见，根据力学平衡原理，在研究总纵弯矩的基础上，采用数学积分的理论方法推导出穿浪双体船在波浪中的横向载荷分布及横向弯矩的计算方法，通过船模试验及实船计算，其结果是可靠，可信的，对实船设计有一定的指导意义及实用价值。     

穿浪双体船横弯矩计算方法研究

穿浪双体船是近十几年开发的新船型,它因具有航速高、适航性好、布置宽敞等优点而备受关注。也由于该船型片体窄而高,连接桥宽而矮的特点,使连接桥的横向强度、扭转强度成为结构设计的关键技术,但目前关于穿浪双体船在波浪中的横向载荷研究尚不多见。根据力学平衡原理,在研究总纵弯矩的基础上,采用数学积分的理论方法推导出穿浪双体船在波浪中的横向载荷分布及横向弯矩的计算方法。通过船模实验与实船计算结果进行比较,证明该方法是可靠、可信的,对实船设计有一定的指导意义及实用价值。     

穿浪双体船纵向扭矩计算方法研究

穿浪双体船是近十几年开发的新船型，它因具有航速高、适航性好、布置宽敞等优点而备受关注。也由于该船型片体窄而高、连接桥宽而矮的特点，使连接桥的横向强度、扭转强度成为结构设计的关键技术，但目前关于穿浪双体船在波浪中的外载荷研究尚不多见。根据力学平衡原理，在研究总纵弯矩的基础上，采用数学积分的理论方法推导出穿浪双体船波浪外载荷分布及连接桥扭矩的计算方法。通过船模实验与实船计算结果进行比较，证明该方法是可靠、可信的，对实船设计有一定的指导意义及实用价值。     

穿浪双体船纵向扭矩计算方法研究

穿浪双体船是近十几年开发的新船型,它因具有航速高、适航性好、布置宽敞等优点而备受关注.也由于该船型片体窄而高、连接桥宽而矮的特点,使连接桥的横向强度、扭转强度成为结构设计的关键技术,但目前关于穿浪双体船在波浪中的外载荷研究尚不多见.根据力学平衡原理,在研究总纵弯矩的基础上,采用数学积分的理论方法推导出穿浪双体船波浪外载荷分布及连接桥扭矩的计算方法.通过船模实验与实船计算结果进行比较,证明该方法是可靠、可信的,对实船设计有一定的指导意义及实用价值.     

双体船兴波阻力数值计算及兴波干扰研究

本文基于Noblesse新细长船理论,编制了Matlab兴波阻力数值计算程序。对双体Wigley船型进行了计算,并将船模阻力实验值与计算结果对比,验证程序的可靠性。同时,计算了一艘实际双体船,给出了该船在设计航速下出现有利干扰的片体间距范围,为该船的设计提供一定的理论依据。     

双体船波浪载荷及强度计算分析

双体船在横浪与斜浪中会遭受比较严重的横向弯矩和扭转力矩作用,此时双体船的强度对其安全性至关重要。本文采用波浪直接计算方法对本船在航行海区进行波浪载荷长期预报,得到各强度工况计算设计波。采用直接计算方法对双体船进行了总纵强度、横向强度和扭转强度的整船有限元分析,对计算结果分析该船在各工况下的应力分布,结果表明该船结构强度满足要求,但高盈利区域出现在抗扭箱与片体连接处,针对该危险区域提出修改方案,为其他类似船舶设计提出参考意见。     

高速双体船阻力和兴波特性的试验研究

通过一艘具有非对称片体线型的高速双体船的模型试验和波型分析，探讨了单独片体和双体船两种布置形式的兴波特性及其与运动状态之间的关系。     

内河船舶波浪载荷研究

利用内河波浪散布图和修订波浪谱对内河系列船舶进行了波浪载荷的计算预报,首次分析了内河船舶波浪载荷的规律和特点,并与俄罗斯内河登记局(RRR)和法国-德国船级社(B-G)的内河规范载荷对应的等效模数要求进行了比较分析。结合实船测试结果表明：波浪载荷变化规律与国外同类规范一致,预报波浪载荷水平与测试结果及国外同类规范要求相当。内河船舶波浪载荷预报应考虑航速和水深的影响,载荷预报结果可以作为制定内河波浪载荷公式的基础。     

Wave slamming loads on wave-piercer catamarans operating at high-speed determined by hydro-elastic segmented model experiments

Catamaran vessels operating at high-speed can be exposed to deck diving and bow damage and one resolution of this problem is the wave-piercer design of INCAT Tasmania. Owing to the complexity of the unsteady non-linear flow in the bow area during large wave encounter model testing has been undertaken to identify the peak dynamic slam loads on the ship structure. This paper provides experimental benchmark information relating to the wave slam loads on wave-piercing catamaran ferries. Since the time frames of transient slam loadings and whipping vibration of the entire hull in its first bending mode are similar it is important that the test model replicates the whipping response and therefore needs to be a hydro-elastic model. A 2.5 m hydro-elastic segmented catamaran model has been developed based on the 112 m INCAT Tasmania wave-piercer catamaran to establish the peak wave slamming loads acting on the full-scale vessel. Towing tank tests were performed in regular seas at a maximum full-scale operating speed of 38 knots. The model was instrumented to measure the dynamic slam loads acting on the centre bow and vertical bending moments acting in the demihulls of the catamaran model as a function of wave frequency and wave height. Peak slam loads measured on the centre bow were found to approach the total weight of the model, this being a broadly similar result to the peak loads measured at full-scale. It was found that global dimensionless heave and pitch accelerations peaked in the same range of encounter frequency as did the peak slam load.     

三维流体动力方法计算穿浪双体船的船体响应

穿浪双体船船型复杂,航速较高,要准确预报其波浪载荷比较困难,但同时对于结构设计而言又非常重要。基于线性势流理论,采用三维流体动力学方法在时域上计算了穿浪双体船的运动响应和波浪载荷,时域计算结果经过傅立叶变换,在频域上分析了其响应特征。通过与规则波中试验结果和数值计算结果进行比较分析,表明用该方法计算穿浪双体船的船体响应可以获得比较满意的结果,可应用于同类船舶的波浪载荷预报。     

玻璃钢双体快艇艇体结构设计

对玻璃双体快艇艇体结构形式的选择及复合材料设计进行了论证，列出了单，双体双艇船型主要参数及其区别，叙述了艇体的受冲击力特点和纵，横向的分布情况，并介绍了双体快的适用范围及结构设计中需引起重视的问题。     

双体甲板运输船波浪载荷

以某双体甲板运输船为例,使用DNV船级社的SESAM软件对其波浪载荷进行直接计算分析,并对比分析了采用“规范方法”与“直接计算方法”得到的波浪载荷值。结果表明,该双体甲板运输船属于低速排水型船,其波浪载荷的计算方法与高速双体船差别较大,“规范方法”主要适用于高速双体船及尺度较小的低速双体船。对于船长为60m及以上的低速双体船,采用“直接计算方法”更能准确地计算出其波浪载荷。     

栾家口和蓬莱东港区波浪特性与掩护水域波况研究

根据龙口、蓬莱海洋站实测波浪资料,分析烟台港栾家口港区和蓬莱东港区的波浪特性,结果显示该海区属于以风浪为主、涌浪为辅的混合浪。利用TK-2D的PEM波浪数学模型模拟工程前波浪,得到工程区设计波要素,栾家口港区的强浪向是偏WNW向,蓬莱东港区的强浪向是偏NE向。利用MIKE21的BW方程波浪数学模型对平面布置方案下港内的波况进行模拟。在掩护水域由于采用直立式码头,波浪发生多次反射,码头前波高较大,为减小港内波高,对方案进行优化,采用高桩等反射率小的码头结构型式,可以消散港内波能,有效减小码头前波高。     

大连长兴岛北港区波浪条件数值模拟研究

利用国际通用的MM5风场模式和SWAN浪场模式,通过推算影响工程海域的台风和寒潮大风天气过程,得到工程海域-30 m等深线处不同重现期设计波要素,然后采用MIKE 21 NSW和BW波浪数学模型,对工程规划方案设计波要素和港内波况进行了计算。结果表明:工程受N向和NNE向风浪影响相对较大,外海波浪传播至防波堤处无明显衰减;设计高水位重现期50 a时防波堤处最大H1%约7.3 m;防波堤对港内围堰掩护较好,建成后港内波浪条件明显改善。