船舶开口结构应力无网格分析技术研究

文章提出了船舶结构开口处应力分析的无网格分析技术.将船体结构通过简化为板格结构,再将结构离散为独立的离散点,由移动最小二乘法建立离散点的位移场,然后在整个系统内建立起系统控制方程.本文提出的方法由于不涉及到网格划分,避免了有限元法在结构应力高梯度区域分析计算时出现的精度降低等问题.文章最后通过实例计算,并与有限元方法计算的结构进行了比较,得出了本文提出方法的有效性和准确性.     

树型法在船舶火灾分析中的应用及预控措施

树型法是一种从结果到原因的有向逻辑化分析法。文章通过运用树型法对船舶火灾原因进行分析,从而提出预防和控制措施,以期最大限度地预防和减少船舶火灾的发生。     

一维流体场理论在船舶流研究中的应用

在长江中上游狭水道中的交通流现状要求对交通流理论研究的更进一步深入,文中试图把一维流体场的理论到船舶流的研究中去,找出船舶流的基本函数,得出了连续和间断状态下的船舶流方程,提出相应的算法和解法。     

自由面上作操纵运动三维船体粘性流场数值研究

船舶与土木工程学院张谢东副教授获准国家自然科学基金资助,课题为“自由面上作操纵运动三维船体粘性流场数值研究”. 1.研究目标为 项目的主要研究目标是建立在自由表面上作操纵运动船体的粘性理论计算模型和相应的数值计算方法,开发出一套关于在自由表面上作操纵运动船体三维粘性流场及水动力数值计算的计算机软件.从而提高船舶操纵水性动力理论计算和船舶操纵性预报的精度,填补国内运用粘性流体力学理论研究船舶操纵性的空白. 2.研究内容 项目主要研究在自由表面上作操纵运动三维船体的粘性流动问题.运用现代CFD技术,以粘性流体力学基本方程RANS方程为基础,对在自由表面上作斜航和回转运动三维船体的流场、压力分布以及水动力进行数值计算,以精确地预报三维船体作操纵运动时的复杂流动现象,如三维流动分离和分离涡,精确地预报自由面上作操纵运动三维的水动力.为了验证理论计算的准确性,还将做相应的船模操纵性试验研究. 3.拟解决的关键问题 1) 采用原始变量法模拟船体粘性绕流的关键问题之一是船体坐标网格的生成,这是数值计算的基础,网格结构、类型和尺度将直接影响粘性流场数值计算的精度.因此,本研究的重点将放在对各类网格生成方法比较、不同网格对数值计算的影响以及三维船体网格生成的通用性和局部加密的研究上. 2) 采用N-S方程求解三维船体粘性绕流的另一关键问题是方程的数值离散问题,本项目将对传统的数值离散方法如有限差分法、有限解析法和有限体积法等进行系统的分析、比较,以寻求一种较为稳定和精确的方法,对作操纵运动船舶的粘性绕流进行计算. 3) 湍流模式和壁面处理形式也是影响粘性流动理论计算的精度和效率的一项重要因素,本研究将对适合于作操纵运动尤其是作大角度斜航和回转运动三维船体的粘性流动计算的湍流模式和壁面处理方法进行研究与探索. 4) 同时考虑粘性和自由表面的影响是研究的一个难题,也是将要解决的关键问题. 4.项目创新之处 项目的创新之处是在船舶操纵运动的理论研究中,引入了粘性流体力学的理论和方法,并且首次同时考虑自由表面和粘性对作操纵运动船舶的水动力的作用,运用现代CFD技术及粘性流体动力学方程,分析、计算作操纵运动船舶的流场、压力分布及水动力,从而建立更加合理、精确和完善的操纵运动船舶水动力理论计算模型和数值计算方法. 科技处(余区办) 章爱武     

桥区船舶运动轨迹数值模拟与实船试验对比研究

利用FVM对建立的桥区水流场数学模型进行离散和数值求解,在此基础上,根据建立的船舶运动方程,对桥区船舶运动特性进行了数值模拟.通过实船试验,根据船舶漂移量数学模型,对建桥前后限制航道内的船舶运动轨迹进行了对比研究和深入分析.     

基于航海模拟器的船舶通信英语教学改革

文章从船舶通信英语教学改革目标着手,提出了如何应用航海模拟器进行船舶通信英语教学改革的问题。分析了船舶通信英语课程能力和应解决的关键问题,并提出了应用航海模拟器的船舶通信英语教学改革的有利条件、研究方案、工作内容和现实意义。     

基于MSC．Dytran的13000t成品油轮船冰碰撞的性能分析

文章运用非线性有限元基本理论,在MSC．Dytran平台上建立了船舶首部、冰体的三维有限元计算模型,分析了碰撞力的大小、船首及内部结构的损伤变形和能量吸收等特性,为研究大型运输船舶船体结构与冰之间碰撞性能提供参考。     

基于PSC信息的液化气运输船滞留影响路径分析

为加强船舶安全管理的效率,需量化研究船舶港口国监控检查滞留与影响要素之间的关系问题。以液化气运输船舶为研究对象,提取得到3个外生潜变量和2个内生潜变量,构建结构方程模型,辨别液化气运输船舶滞留主要影响因素、探究影响要素与滞留结果之间的路径关系。结合近十年全球主要备忘录液化气运输船舶滞留数据,识别和确认30条滞留影响路径,计算每一条影响路径对滞留结果的总影响值。分析研究表明:影响路径结构模型揭示影响要素与滞留之间存在影响路径关系。液化气运输船舶滞留影响路径关系的量化结果,有助于为主管机关及船舶运营者在船舶安全监督和管理过程提供有力的决策支持。     

基于航海模拟器的船舶通信英语教学改革

文章从船舶通信英语教学改革目标着手,提出了如何应用航海模拟器进行船舶通信英语教学改革的问题.分析了船舶通信英语课程能力和应解决的关键问题,并提出了应用航海模拟器的船舶通信英语教学改革的有利条件、研究方案、工作内容和现实意义.     

基于数值分析的船舶斜航运动水动力研究

以ITTC操纵性技术委员会组织的船舶操纵性比较研究中推荐的KVLCC2为研究对象,通过求解不可压缩黏性流体的RANS方程,对该船模的斜航运动的黏性流场进行了数值模拟,得到作用在该船模下不同漂角下的纵向水动力、横向水动力和艏摇力矩,分析了船体表面的压力系数分布和船体周围漩涡流场分布,将计算结果与实验数据进行对比,吻合较好,同时,采用最小二乘法进行曲线拟合,求得船舶操纵水动力导数,通过对结果分析可得,采用数值分析的方法求解船体斜航运动可满足工程计算要求。     

某纸浆船尿素储存柜结构设计及有限元分析

尿素储存柜是船舶SCR系统的重要组成部分,本文对某纸浆船的尿素储存柜结构设计进行了介绍,并采用有限元方法对柜体结构强度进行校核,最终得到满足设计要求的尿素储存柜结构.     

基于有限元法的5000t油船结构强度计算

采用有限元软件MSC.PATRAN/NASTRAN,对5 000 t油船建立局部结构计算,分析有限元模型,进行满载工况下的强度计算及结果分析,计算结果表明各构件强度满足结构强度要求.本船结构强度能够满足CCS规范要求,计算结果符合实际情况,说明采用有限元法的准确性及实用性,能有效地为相关的船舶设计提供参考.     

架桥石枢纽闸墙加固改造施工监测及测试分析

为了解老旧船闸进行加固改造后的加固效果,对加固中的架桥石船闸进行了多项监测,其中选用钢筋计对帷幕灌浆加固后的闸墙应力进行监测,对船闸闸墙监测应力趋势进行了分析,得出应力处于允许变化范围之内,温度和水位是影响应力变化的主要因素;根据相关方法,由钢筋计应力分析计算出混凝土应力,得出加固后船闸处于安全施工状态.这表明各种加固措施切实有效,加固措施是对船闸整体稳定性验证分析的重要补充.     

Containership structural design and optimization based on knowledge-based engineering and Gaussian process

Knowledge-based engineering （KBE） has made success in automobile and molding design industry, and it is introduced into the ship structural design in this paper. From the implementation of KBE, the deterministic design solutions for both rules design method （RDM） and interpolation design method （IDM） are generated. The corresponding finite element model is generated. Gaussian process （GP） is then employed to build the surrogate model for finite element analysis, in order to increase efficiency and maintain accuracy at the same time, and the multi-modal adaptive importance sampling method is adopted to calculate the corresponding structural reliability. An example is given to validate the proposed method. Finally, the reliabilities of the structures＇ strength caused by uncertainty lying in water corrosion, static and wave moments are calculated, and the ship structures are optimized to resist the water corrosion by multi-island genetic algorithm. Deterministic design results from the RDM and IDM are compared with each separate robust design result. The proposed method shows great efficiency and accuracy.     

动车组铝合金车体焊缝质量等级评价的应力因数计算方法

建立了某型动车组铝合金焊接车体的有限元分析模型，对焊缝部位进行简化建模，焊缝与实际存在的差异在等效结构应力计算中进行修正；基于标准BS EN 12663—1:2010分析了车体承受的载荷，采用Box-Behnken正交矩阵设计确定了车体的9个疲劳载荷工况；对车体有限元模型施加多轴载荷，分析了车体侧墙上的4条长焊缝部位的应力分布，确定了6个应力因数计算的关注点；采用名义应力法和等效结构应力法计算车体侧墙焊缝的应力因数，对比分析了2种应力分析方法。分析结果表明:2种应力分析方法在循环次数为1.0×107的许用应力范围不同，名义应力为16.40 MPa，等效结构应力为26.61 MPa；6个关注点的名义应力范围均小于其等效结构应力范围，得到的车体焊缝6个关注点的名义应力和等效结构应力的应力因数分别为0.33、0.25、0.50、0.49、0.76、0.62和0.23、0.24、0.39、0.45、0.61、0.48；针对同一焊缝的关注点，名义应力法计算的应力因数大于采用等效结构应力法计算的应力因数；名义应力法存在很大的分散性，导致应力因数偏大，而等效结构应力法物理意义更明确，计算的应力因数更为合理。      

多轴转向架焊接构架焊缝应力集中分析与寿命研究

利用美国ASME-2007标准中的结构应力法和有限元数值分析技术,研究某多轴转向架焊接构架焊缝结构应力分布规律,指出在垂向斜对称载荷工况作用下构架应力集中发生部位;以降低焊缝应力集中为出发点,对焊接构架结构进行改进设计.构架改进结构后焊缝结构应力幅值降低,疲劳寿命显著提高.     

散货船总纵强度的有限元分析——以某32000DWT散货船中垂状态为例

文章通过Patran有限元软件,选取危险工况,对一实船船体结构的总纵强度进行了有限元直接计算,重点考察模型中完整舱主要结构构件的强度,然后与相关规范中的许用应力值进行比较。经强度校核后表明该船总纵强度符合规范要求,对确保航行安全具有实际意义。     

软体排顺水流施工受力分析与实船测试研究

定量分析软体排顺水流沉排施工受力,是保障软体排施工安全的基础.文中建立了在动水中铺排船移动时软体排受力计算模型,确定了模型参数在一定水深的内取值,同时开展了软体排受力测试试验.试验表明：理论计算结果对现场试验与施工起到了一定的预示作用,且排体两侧受力大于排体中间.     

Tool for Predicting the Ultimate Bending Moment of Ship and Ship-Shaped Hull Girders

The present paper presents a historical review associated with the research works on hull girder strength of ship and ship-shaped structures. Then, a new program is developed to determine the ultimate vertical bending moment of hull girder by applying direct method, stress distribution method, and progressive collapse analysis method. Six ships and ship-shaped structures used in the benchmark study of International Ship and Offshore Structures Congress (ISSC) in 2012 are adopted as examples. The calculation results by applying the developed program are analyzed and compared with the existing results. Finally, the roles of the developed program and its further development are discussed.