破损船体的剩余极限强度分析

基于ABS和DNv规范关于剩余强度规范要求,对船舶碰撞与搁浅的破损部位和范围的假定,考虑了发生碰撞与搁浅破损后,其船体梁剩余有效剖面的非对称性和可能发生不同程度倾斜的情况,采用结构共同规范(CSR)中的逐步破坏分析方法和船体梁非对称剖面计算模型,分别计算了散货船和油船破损船体在两种破损模式和不同倾斜情况下的剩余极限强度,并对不同破损范围的影响进行了分析和比较。研究结果为协调结构共同规范(HCSR)的制定提供了有价值的参考。     

基于阻力图谱的圆舭艇主尺度优化

方案设计阶段的船舶主尺度对船舶阻力性能以及运营成本有较大影响。以广泛用于公务、交通的圆舭艇型为研究对象,对该艇型的剩余阻力图谱进行了多元回归,并基于傅汝德假定进行圆舭艇总阻力的快速估算。随后在给定排水量和预期航速的情况下,以阻力最小为目标,以船型系数、空船排水体积和耐波性衡准为约束条件进行了主尺度(船长、船宽、吃水)的优化。     

高速船搁浅后的破损稳性评估

由于在坚硬岩石上搁浅造成的底部破损和倾斜部破损范围以及对船的破损稳性的相应要求，已经发现高速船受到的破损范围会达到100％船长。但人们还一直在争论，认为破损稳性要求应以最大破损的需求减额来反映破损的大小和概率。对两艘特定的高速船、一艘单体船(86m)和一艘双体船(69m)进行了详尽的搁浅和破损稳性分析。首先是用不同的前进航速和海底几何形状来研究各种搁浅情况。结果显示，如果船搁浅在有锐利尖角的礁石上，可能造成100％的底部破损。针对这两艘破损的船提出了破损稳性要求，结果显示它们都不能满足规范要求，除非它们对双层底或者水密车辆甲板进行修改。     

双体船和高速单体船典型破损稳性比较

高速船（ＨＳＣ）规范要求快艇设计者考虑艇能承受约１０％的艇长的纵向破损。由于商用高速渡轮运行速度不断提高，能承受列大长度的舷测或底部破损的可能性似乎较大，尤其是在一次掠射式的影响后。对双体船和高速单体船的典型破损稳性作了评论，并假定多舱破损和连续进水情况。介绍了每种船型排水量和垂直重心计算方法，根据对快艇规范提出的修正衡准作了比较。     

浅析排水式高速艇的阻力性能

排水式高速艇的阻力构成和变化规律与排水式船舶、滑行艇不同。文章基于模型试验和试验图谱分析了排水式高速艇的阻力特征,并研究了排水体积长度系数、棱形系数、方形系数等船型特征对该型船阻力性能的影响,从而为该类船舶的快速性设计提供一定的参考。     

搁浅及碰撞事件概率的计算

为了定量描述船舶航行的风险，必须对船舶碰撞及搁浅事件建立合理的评判准则。这意味着必须对这些事件的概率以及造成的后果作出分析和评判。本文概述了一种可用于估计船舶－船舶，船舶－海洋平台碰撞以及船舶搁浅概率的方法，此方法的好处是，通过对碰撞和搁浅相对频率的估计，可在不同的航线以及不同的驾船操作规程之间进行比较。     

复合材料船舶底部结构搁浅的性能研究

应用有限元软件ABAQUS/explicit对复合材料船中底部结构与礁石碰撞的动力学过程进行仿真模拟。通过对比分析复合材料船舶在不同航速以及不同材料铺层下的船底结构的搁浅性能,包括接触力、结构吸能及速度变化历时过程,研究表明,在船舶搁浅过程中,船舶初始速度对搁浅性能有很大影响;船舶骨材的吸能要显著于板材;复合材料的铺层形式对搁浅性能的提高具有一定作用。     

穿梭艇尾部特征分析

以一艘用于沿海巡逻的高速穿梭艇为研究对象,利用SHIPFLOW中的势流方法,基于Dawson方法的面元法,计算穿梭艇的兴波及流场问题。在尖尾母船的基础上,分别改变船长和船宽2个船型要素,产生不同的方尾线型,比较不同的方尾线型对船舶兴波阻力和波高的影响,形成兴波阻力最优的尾部线型方案,为尾部进一步的优化提供参照。     

试样极限塑性和船舶触礁模型试验校准计算

船舶碰撞与搁浅时的结构损伤是一个复杂的动态非线性过程。国际船舶与离岸结构会议碰撞与搁浅委员会（ISSC－V.3)组织其成员进行了两项专题研究：（1）材料极限塑性极限应变试验数据用于有限元模型计算时的尺度修正系数；（2）各种计算方法用于船舶搁浅（触礁）计算的准确性。介绍了作者承担上述两项研究的成果，给出了极限塑性极限应变的尺度修正系数的计算方法和结果，论证了非线性有限元显式积分方法及MSC／Dytran软件用于搁浅计算的准确性。     

船舶碰撞和搁浅研究综述

碰撞和搁浅是引发船体破损、环境污染和人员伤亡等灾难的主要原因,本文从船舶碰撞才搁浅力学,破损船体剩余强度,外板破裂准则和耐撞性结构设计等方面阐述了船舶碰撞和搁浅领域的研究现状,分析和总结了实船事故调查,实验和数值模拟等方法,并对今后的研究提出了建议和展望。     

高速排水型艇的艇体线型试验研究

艇体线型对高速排水型艇的阻力和耐波性都有影响。据上海交通大学船舶流体力学研究室对不同艇型的试验研究结果表明:艇体线型的选择不但与航速(或Fr数)有关,而且还与排水量长度系数C_v密切有关。作者提出以K_(▽F)=C▽·Fr厂作为艇体线型的选择参数。当K_(▽F)>1.70时,采用折角线长度为10～20％L的短折角艇型,不但可降低阻力,而且能改善耐波性,特别是对于C▽较大的艇,如重载高速艇,其阻力收益相当明显。     

大型油船破损状态下剩余强度评估及可靠性分析

本文基于CCS钢制船舶入级规范,研究了大型油船破损状态下的剩余极限强度及其可靠性。根据船舶在碰撞或搁浅事故中舷侧和船底受损位置及受损范围的不同,设定了多种受损模式,计算各模式下的剩余极限强度。进而引入剩余强度指标,验证了其与破损范围之间近似呈线性关系。最后,考虑船舶破损后结构能力的减弱和浮态变化引起的静水弯矩与波浪弯矩的变化的影响,计算了完整及各受损模式下的可靠性指标,确定了大型油船在不同破损模式下剩余极限强度与可靠性指标之间的近似线性关系。     

直立式岸壁折角处泊位长度优化研究

随着船舶大型化的发展,运用《海港总平面设计规范》中直立式岸壁折角处船长系数计算大型码头泊位长度时,易造成一定的岸线资源浪费。在原规范制定思路的基础上,分析和推导了在不同角度、不同船型、不同靠泊状态下直立式岸壁折角处船船(岸)间距与船舶尺度的关系和规律;细化了折角处不对称靠泊情况下的船长系数取值。同时,结合实际操船经验对大型船舶在不同折角情况下的船长系数进行优化和修正,在保证船舶操船安全的前提下,适度减少折角处泊位的富裕长度,达到节约岸线资源的目的。     

喷水推进高速三体滑行艇数值自航研究

为了验证计算流体力学(CFD)方法预报滑行艇自由液面粘性流场的精确度,判断为某三体滑行艇设计的喷水推进器能否满足快速性要求,采用CFD方法对某喷水推进高速(1Fr_L1.8)三体滑行艇进行两相流的数值自航,并与试验值比较。运用切割体网格技术并基于RANS VOF求解,首先计算了五个不同速度下的裸艇阻力。结果表明:阻力系数最大误差8.3%,最小误差0.5%,达到了较好的计算精度;采用等推力系数法,在模型尺度下进行"滑行艇+喷泵"的数值自航,将结果推算到实尺度艇,结果表明该喷泵可以达到设计航速;高速航行时推力减额为负的主要原因是艇首尾压差阻力的显著降低。计算结果显示,考虑自由液面时滑行艇底部会出现不合理的水气分布,这影响到滑行艇的阻力性能和喷泵的推进性能,通过局部网格加密可以显著减少艇底非正常水气分布,但艇底气水层难以完全消除,这可能是CFD方法预报滑行艇阻力精度难以控制的原因之一。     

小水线面船搁浅模式及单点搁浅强度计算

小水线面双体船（SWATH）的搁浅强度、潜体碰撞性能与防撞设计是SWATH有别于常规船舶的关键技术。通过对SWATH的吃水特性进行研究，指出SWATH深置于水中的潜体极易与海底擦碰或搁浅，引起搁浅强度问题。分析SWATH的自身结构特点、航行与锚泊过程，提出SWATH可能的两个潜体整体搁浅、两个潜体多点搁浅、两个潜体两点搁浅、单个潜体整体搁浅、单点搁浅。对进入每一种搁浅模式的过程进行力学行为分析，将船舶的搁浅过程划分为接触阶段和搁浅阶段。接触阶段一般会使SWATH潜体局部凹陷或破口，亦有可能出现整船性的损伤：支柱断裂或显著塑性变形、连接桥断裂或连接桥显著塑性变形等。在搁浅阶段，搁浅处船体被抬升可能造成SWATH整船的结构破坏、局部受损结构的“继续破坏”。研究了SWATH搁浅后保证整船结构完整性和结构不变性的能力、抵抗局部受损结构“继续破坏”的能力。提出应采用的搁浅强度研究方法和思路并对某SWATH实船进行计算。     

尾压浪板对高速艇阻力性能的影响

在高速艇上采用尾压浪板后,对减少艇体阻力常会得到较满意的结果。本文主要介绍上海交通大学船模试验池的有关试验结果,并分析了尾压浪板对艇体阻力的影响。得出以下几点结论:(1)排水量长度系数 C_D=D/((L/10)~3)是影响压浪板减阻效果的主要参数,当C_D>2.0,采用尾压浪板一般可收到减阻效果。(2)在 C_D≥2.0的范围内,高速排水量艇采用压浪板后所能得到的阻力收益大体可按下式进行估算:(ΔR_T)/(R_T)(%)=1.6 1.45C_D(3)尾压浪板的长度以船长的1～2%为宜。     

小型艇舷侧结构碰撞损伤性能研究

船舶碰撞是在巨大冲击载荷作用下的一种复杂非线性瞬态响应过程。对于常用的小型艇而言,其体积小、总体结构刚度比较弱,因而对于碰撞所带来的破坏性更为敏感。本文运用MSC.dytran计算程序建模计算,着重分析小型艇舷侧结构碰撞损伤特性,最终获得了小型艇的碰撞损伤主要是艇体的总体弯曲变形,损伤变形区域占全船的比例较大,且艇体结构通常不会出现断裂破坏等相关结论。     

某高速艇匹配桨的研究设计

针对某高速艇的设计状态和实际吃水状态，进行了船、机、桨匹配状况的分析研究，探讨了高速过渡型艇的阻力和推进因子的估算方法，研究了MAU型螺旋桨在高速艇上应用的可行性；进行了船舶处于实际吃水状态下的匹配桨的研究设计，供今后批量建造此型船舶参考应用。     

船舶搁浅研究的现状与趋势

船舶搁浅会引发船体破损、环境污染和人员伤亡等灾难。本文从船舶搁浅力学、搁浅频率评估和破损船体剩余强度等方面阐述了船舶搁浅领域的研究现状，分析和总结了试验、数值模拟和实船事故调查等方法，并对今后的研究提出了建议和展望。     

<十六>艇设计

<正> 艇是一种尺度较小,相对速率较高的船舶。本文主要介绍中速艇的设计,其博氏数范围在0.35到1.0之间。其下限与高速客船和渔船相衔接,上限已到达可以采用滑行艇线型的速度。这个速度范围的艇大都处于半排水半滑行的过渡状态。艇型以圆舭型为主,当Fn>0.7时采用