北极航运及冰区船舶主机功率探讨

简要介绍北极地区航运情况与特点,分别利用芬兰-瑞典冰级规范、芬兰-瑞典冰级规范导则及美国船级社抗冰级船舶指导说明,对一艘阿芙拉型(Aframax)油轮进行1A冰级主机功率加强计算,指出规范计算1A冰级阿芙拉型油轮的不足。讨论虽然针对1A冰级船舶,但对于PC7级船舶的主机功率计算也有指导意义。     

海冰基础知识及船舶冰区航行的注意事项

海冰是冬季影响港口作业、海上运输、船舶安全的重要因素,作者介绍了海冰的类型及特点、中国海域海冰发展周期及冰情特征,最后就船舶在冰区航行的准备工作及注意事项加以总结,以期对冬季船舶防冰、抗冰工作提供帮助和参考。     

B1*级冰区航行船舶舷侧骨架加强的计算与校核

以某型具有B1*级冰区航行附加标志的船舶为研究对象,通过2012版CCS《钢质海船入级规范》公式校核以及梁系直接计算分析,对其舷侧骨架的抗冰强度进行了校核并提出了加强方案。     

船舶冰区航行作业纪实及注意事项

世界部分区域和港口的冰冻现象给船舶进出和作业造成严重影响,船舶冰区航行作业将面临船员自身安全、压载水排放、螺旋桨保护、船体受损、设备受高寒无法运转、货物装卸无法按计划进行等多方面考验,需要航海人员严格遵守冰区航行的相关规定,充分吸取前人的经验教训并不断积累。以J轮冰区航行作业实践为例,对船舶在冰区航行的准备工作及注意事项加以总结,以期对冬季船舶防冰、抗冰工作提供帮助和参考。     

考虑预加水压力的船冰碰撞动态结构响应研究

针对水介质环境及水介质环境下速度、角度对船舶的结构响应影响机理,利用船舶CFD技术及非线性有限元法模拟水介质中的船-冰碰撞。对比研究船舶在有、无水介质环境下结构响应特性及水介质环境下不同速度、角度的动态结构响应特性,揭示了船舶在不同工况下的损伤变形及碰撞力规律,得到了有、无水介质环境、碰撞速度、碰撞角度等因素对船-冰碰撞的影响机理,为船舶抗冰载荷设计提供参考。     

新型冰区船舶涂料的现状研究及发展方向

极地船舶需求增长空间广阔，全球航运市场对于冰区航线的兴趣持续增长。对在冰区航行船舶的船壳水下部分的涂层也有了更高的要求。文章介绍了新型冰区船舶涂料的技术研究方向，为冰区航行船舶船壳水下部分提供坚强的保护，同时还可以帮助冰区船舶更好地提高能效，减少CO₂排放。     

我国海上导管架平台抗冰锥体的设计实践

冰激振动是渤海重冰区导管架平台的主要危害.渤海重冰区导管架平台在腿柱上安装了抗冰锥体,基本解决了平台冰激振动问题.主要阐述了抗冰锥体的基本抗冰原理和设计方法,分析了渤海典型导管架平台抗冰锥体的设计实践,对渤海重冰区导管架平台和抗冰锥体的设计提出了建议.     

基于MD Nastran的船—冰碰撞数值仿真研究（英文）

船舶与海冰的碰撞过程十分复杂,涉及多种非线性问题。文章运用MD Nastran对船舶艏部与冰的碰撞进行数值仿真计算,来模拟这一过程。得到了碰撞结束后,船首和海冰的损伤变形情况,船体结构的应力应变情况,以及在船—冰相互作用过程中的能量变化,应力应变变化。研究结果描述了船舶与冰碰撞的详细过程,揭示了冰载荷作用下船体结构的响应规律,可为船舶抗冰载荷设计提供参考。     

冰区船舶操纵探析

针对渤海湾和辽东半岛沿岸冬季的积冰特点分析了船舶在冰区航行所面临的若干问题，指出了船舶在冰区航行时的操纵要点，同时结合在该海域冰区船舶操纵实例详述了冰区操纵的具体方法和注意事项。     

基于MD Nastran的船-冰碰撞数值仿真研究

船舶与海冰的碰撞过程十分复杂,涉及多种非线性问题。文章运用 MD Nastran对船舶艏部与冰的碰撞进行数值仿真计算,来模拟这一过程。得到了碰撞结束后,船首和海冰的损伤变形情况,船体结构的应力应变情况,以及在船—冰相互作用过程中的能量变化,应力应变变化。研究结果描述了船舶与冰碰撞的详细过程,揭示了冰载荷作用下船体结构的响应规律,可为船舶抗冰载荷设计提供参考。     

冰区船舶操纵

本文详细分析了船舶在冰区航行时靠离码头，冰流中锚泊，冰中救助等冰区船舶操纵特殊情况，并总结经验。其对船舶在冰区安全航行具有很好指导意义。     

船舶结构冰载荷的监测识别方法及时空特性分析

冰载荷是主导极地船舶结构抗冰设计的环境载荷，对冰激应变的实船测量是获取冰载荷的重要途径。在我国北极科考期间，对“雪龙2”号极地考察船开展了冰载荷现场监测。论文基于对正应变测点布放位置敏感性的分析，合理制定光纤光栅传感器的安装方案，采用影响系数矩阵法对冰载荷进行识别。在此基础上，针对平整冰区冲撞式破冰工况下冰载荷的整体和局部时空分布特性开展研究。结果表明：肋骨腹板上靠近且垂直于外板的挤压正应变比平行于外板的弯曲正应变更适合于作为冰激应变的观测量；海冰沿船体表面擦碰及受船体下压作用而发生弯曲破坏，冰载荷在船体首肩部呈现自水线下潜至船底的整体空间移动特性；高压力区形状和面积变化不明显、组成部分缺失以及主次压力区转换等瞬时演变形式分别是海冰纯挤压、剥落和非同时挤压等局部破坏模式的外在表现。结果可为船舶结构冰载荷的监测识别技术与时空分布特性研究提供参考。     

冰区海上风电基础的抗冰性能分析

海上风电基础属于典型的柔性结构。由于冰与柔性抗冰结构相互作用的复杂性,长期以来尚未形成基于动冰力响应分析的结构设计。结构抗冰设计中大都是从极端荷载出发,只考虑最大静冰力或最大倾覆力矩。基于对渤海辽东湾柔性抗冰结构的多年监测,发现强烈的冰激振动引起柔性结构的风险性要远大于极端静冰荷载下结构的整体安全问题。为了明确冰区风电基础结构的抗冰性能及抗冰设计的合理性,文章结合基于多年现场冰与结构作用观测及冰荷载的研究成果,明确该类柔性结构与海冰作用形式及其动力特性;提出了柔性抗冰结构设计中应考虑的主要失效模式及评价方法。最后,以渤海某典型风电基础为例,对其抗冰性能进行评价。该文的研究可为寒区风电基础的抗冰设计及安全保障提供合理依据。     

极地冰区船舶发展分析

分析了极地冰区船舶发展的背景,对极地航道、资源开发等因素等进行论述,认为发展极地冰区船舶是未来船舶行业发展的重要方向。研究了与极地航行船舶相关的规范、规则的发展情况,认为规范和规则对极地冰区船舶的运行安全和减少排放等要求日趋严格,各船级社对极地船舶的设计要求和验证方法逐渐统一。介绍了当今世界主要的破冰船船型及动力系统,并对极地冰区船舶的发展特点进行分析。     

极地航行船舶最小功率计算研究

针对芬兰—瑞典冰级规则对冰区加强船舶最小功率的要求,通过实船案例对1A冰区加强船舶进行计算,从规范计算公式分析影响船舶最小功率的关键因素,对不同船型和不同冰区加强等级船舶的最小功率进行计算比较,得出规范要求的最小功率计算适用性和特点总结。同时结合即将正式生效的极地规则,对PC6和PC7等级的极地航行船舶的最小功率计算具有指导意义。     

冰区加强的含义及相关问题

2008年3月，接到浙江欣海船舶设计研究院的信息反馈．称围绕国内非入级船舶有两种令人尴尬的意见：一是因结构设计未进行冰区加强，船舶被限令在冬季不能进入青岛以北的海域。二也因同样原因．被责令删除结冰稳性的计算，否则不被确认船体图纸的统一。2008年6月．在CCS系统新进人员培训班上．也有验船师透露．海事部门在检查航行船舶时，对没有B级冰区加强的船舶．冬季到渤海湾要采取“扣船“行动。     

营口港冰区引航的注意事项

船舶在冰区的引航操纵不同于寻常,它需要引航员有扎实的船舶操控技艺,有在冰区航行的多年经验积累,需要与船长更加密切的配合才能顺利地将船舶安全靠泊码头。本文作者凭借多年引航经验,不断钻研总结冰区引航的操作技能,分析了影响冰区安全引航的客观因素和主观因素,提出了营口港冰区引航注意事项,特别强调了引航员主观不安全因素的有效避免,以期得到业界同仁的高度重视。     

船舶浮冰区回转运动一体化数值分析

针对极地船舶浮冰区纯自航回转性能，以体积力代替螺旋桨，考虑船体、浮冰、流体、螺旋桨和舵等因素，采用计算流体力学（CFD）和离散元方法（DEM）进行浮冰区极地船冰载荷和回转运动性能求解，开展无冰水域、不同密集度浮冰水域的双桨双舵极地船的回转运动数值模拟，分析极地船冰载荷和运动特性。极地船在55%密集度浮冰区的回转直径约为无冰水域的1.60倍，在75%密集度浮冰区的回转直径约为无冰水域的1.88倍。极地船与浮冰碰撞是随机的，船体在回转过程中所承受的载荷及运动特性具有随机性。     

极地规则成长之路

极地规则已历时多年．早在上世纪30年代．芬兰一瑞典政府就颁布了《芬兰一瑞典冰级规则》：2002年12月国际海事组织（IMO）颁布了《在北极冰覆盖水域内船舶航行指南》．2009年12月通过了《在极地水域内船舶航行指南》：     

基于SPH法的冰与船舶螺旋桨碰撞数值模拟

在结冰海域航行的船舶螺旋桨会因受到冰块的撞击而出现严重的损坏。该文建立了冰—桨碰撞计算模型,冰模型采用SPH(光滑粒子流体动力学)法,运用非线性有限元软件ANSYS/LS-DYNA数值模拟了螺旋桨与冰在不同速度、位置下碰撞和螺旋桨与不同半径冰碰撞下的动态响应。对比研究了在以上单一碰撞因素下桨的变形、单元最大应力以及碰撞过程中产生的碰撞力等响应差异,定性地得出上述因素对冰—桨碰撞的影响规律,为船舶螺旋桨抗冰性能的结构设计提供参考。