从浆轴转速估算船速

用根据螺旋桨原理提出的由桨轴转速预测船速的建议公式与用常规线性公式进行航速计算后，与实测航速进行比较，证实用建议公式的计算结果具有较高的精度。螺旋桨设计转速下的船舶服务航速是已知的，如果螺旋桨降低转速，用公式很容易推算出相应的船速。在船舶碰掸过程中，桨轴转速降低，从估算得出的航速可以计算船舶碰撞的动能，从而正确地主估船舶损伤程度，也可以分析发生碰撞事故的原因。     

船舶与钢板桩码头碰撞过程数值仿真

为了研究船舶与钢板桩码头碰撞过程中码头结构的动力响应,文中采用有限元软件ANSYS/LS-DYNA,模拟50 000 t级船舶与某钢板桩码头的碰撞过程,得到在不同碰撞速度下船舶与钢板桩码头碰撞过程中的撞击力时程曲线、钢板桩等效应力时程曲线和胸墙压力时程曲线,并将数值模拟计算的撞击力与各类船桥碰撞规范进行比较分析,得出了一般规律和特点.同时,提出了防止码头结构由于船舶撞击速度太大而被破坏的措施,为同类码头的设计和维修改造以及撞击力的研究提供理论参考依据.     

影响船舶碰撞危险度的因素

影响船舶碰撞危险度的主要因素有DCPA、DCPA的误差、TCPA、TCPA的误差、目标船方位、目标船舷角、本船航速、目标船的航速、会遇时两船的航速比等。分析了各因素对船舶碰撞的危险度的影响情况，以便正确确定在当时避碰环境下的影响船舶碰撞危险度的主要因素，防止船舶碰撞事故的发生。     

Truss Spar平台在船舶碰撞下的数值模拟分析

海洋平台在海上进行工程作业时除了遭受恶劣的环境载荷外,还可能与海上船舶发生碰撞。为探究Spar平台在遭受船舶碰撞后的动力响应,本文选取1座墨西哥湾的Truss Spar平台,运用有限元分析软件Ansys/Lsdyna,建立5 000吨级补给船与Truss Spar平台的有限元模型并模拟碰撞过程,得到船舶在不同速度下与Spar平台碰撞过程中的能量转化情况和船舶撞击力时程曲线,通过对结果的分析得出一般性规律和结论,为Spar平台的设计提供理论参考依据。     

冰载荷下的船舶运动建模

针对破冰过程的几个典型阶段,分析和计算冰载荷对船舶的作用力,并应用破冰船模型考察了冰载荷在不同的冰密集度、冰厚以及不同航速下对船舶的不同影响。计算结果表明:冰厚、海冰密集度和航速对船舶所受到的冰载荷作用力皆有影响,其中冰厚和航速对其影响较大,海冰密集度对其影响相对较小,但船舶所受冰载荷作用力皆因这三种因素的增大而增大,所采用的计算模型可为后续冰载荷计算提供一定参考。     

船舶撞击作用下系泊多浮体耦合系统的运动响应分析

利用AQWA和Workbench软件模拟船舶撞击多浮体耦合系统得到其运动响应和动力响应。模拟情况分别为船舶以自由漂浮状态在4种不同的波浪和水流环境共同作用下及在静水环境下,以4种不同航速正向撞击多浮体耦合系统。计算结果显示,在自由撞击时,波浪对浮体横移量的影响较小,而海流对浮体横移量的影响较大。在不同航速下,随着船舶速度的增大,浮体链将船舶拦停时浮筒的横移量也随之增大。浮体间的连接缆绳和迎浪侧的系泊缆绳张力较大,背浪侧系泊缆绳张力非常小。将计算结果与试验结果进行对比,验证了全耦合时域分析方法在撞击载荷下分析问题的可行性,为建立海上拦阻系统提供参考依据。     

对船舶在能见度不良时行动规则的理解

在能见度不良时,船舶间碰撞事故频频发生,船舶没有使用安全航速、没有遵守能见度不良时的行动规则进行避让是重要原因之一。对船舶在能见度不良时的行动规则的理解和避让进行分析和探讨,希望能够避免船舶在能见度不良时发生碰撞事故,进一步对保障船舶航行安全起到应有的作用。     

航行于碎冰区船舶冰阻力与冰响应探析

[目的]为了分析冰区航行船舶与碎冰之间的相互作用,[方法]运用离散元模型结合欧拉多相流,对船舶在碎冰区域航行时船体与碎冰之间的相互作用关系进行探索。计算不同航速、不同碎冰密集度下船体的受力情况,并对冰船接触冰时的运动响应进行分析,从直观上解释碎冰阻力的变化原因,以及桨前来冰的运动情况。[结果]得出船体所受冰阻力主要是由碎冰与船体表面的摩擦和碰撞产生,并随航速的增大而增大,但当航速增大到一定值后,碎冰阻力不再增加,甚至还有减小的趋势。[结论]研究的工作可为冰区船型优化及其螺旋桨设计提供理论支撑。     

定量分析对船舶碰撞事故的推演与调查

船舶碰撞的事故现场难以进行实地勘查和保留，传统调查主要靠收集证据进行定性分析，伴随海事行业的现代化发展，船舶碰撞事故调查也逐步向多途径、科学化的方向进行探索。对一起真实碰撞案例进行模拟仿真，采用显示动力学和计算流体动力学(Computational Fluid Dynamics, CFD)定量分析出船舶碰撞不只发生一次。第一次碰撞发生在船B船头右舷外板处，历时0.5 s。碰撞后船A获得较大的横向速度，在水阻力下间隔2.9 s后与船B发生第二次碰撞，导致船A右舷舭部外板向内凹陷，船B艏柱出现条状划痕，上端碰撞点距吃水线约0.9 m,下端碰撞点距吃水线约1.7 m。定量分析结果与实船勘测损伤区域、损伤形式完全吻合，该结论被海事法庭所采纳。结果表明：定量分析可为船舶碰撞事故提供一种新的调查途径和推演方法，能够挖掘传统定性调查中所无法获取的二次碰撞、碰撞历时和碰撞损伤等事故推演信息。     

紧迫危险下的船舶智能避碰决策研究

随着船舶的大型化、高速化以及通航水域船舶密度增加和会遇率的增大,船舶的碰撞事故时有发生,这就对避碰问题的研究提出了更高的要求.通过对紧迫危险及紧迫危险区域的深入研究,提出了紧迫危险距离的量化模型及紧迫危险下的避碰决策,并通过几何作图分析和模拟操纵仿真试验加以验证.     

基于有限元方法的船舶推进轴系碰撞损伤研究

为探究船舶因碰撞而对船舶推进轴系运动特性所造成的影响,利用有限元方法对碰撞后的船舶推进轴系运动进行数值仿真,分析船舶发生碰撞时冲击力对轴系支撑的损伤,研究碰撞损伤后的轴系安全转速范围。结果表明:船舶在碰撞过程中所受的冲击力能够引起船舶轴系运动特性的改变,且冲击力过大会造成船舶轴系的损伤甚至断裂;船舶若须继续航行则应控制在合理航速范围内,避免因冲击力而对船舶轴系造成二次损伤。     

船舶-桥梁单墩碰撞的数值模拟分析

为了保障船员人身安全和航运财产安全,防止船舶与桥墩发生碰撞导致船舶碰撞区域发生高应力与大变形,本文通过使用AutoCADANSYS/LS-DYNA软件联合建模,建立了船舶与桥梁单墩的三维有限元模型,依照相关规范要求,通过LS-DYNA计算了1,500T的船舶在0°正面撞击和15°斜向撞击时的工况。分析了船舶与桥墩碰撞的基本过程、碰撞力时程曲线的变化趋势、船艏的损伤变形等等,可供同类型桥墩的防撞系统设计提供一定的参考意见。     

不同类型层冰载荷作用下船首结构响应研究

由于北极地区冰情复杂,分布着大量无规则浮冰,因此极地运输船在航行过程中难免会与冰区浮冰发生碰撞,引起船体结构响应。本文基于Ls-dyna软件构建船水冰全耦合模型,对极地运输船舶与规则层冰和不规则层冰发生碰撞分别开展数值模拟,对冰厚和航速2种不同工况条件下的船首结构损伤变形及碰撞力均值进行对比分析。研究发现,不规则层冰载荷下引起的船体结构响应更为剧烈,碰撞力均值更大,为北极冰区运输船的航行安全提供了参考。     

内河船舶碰撞过程的分析与调查

为了减少船舶碰撞事故的发生、提高碰撞事故调查工作效率,分析了当事两船最近会遇距离变化判断内河船舶碰撞过程的不同阶段特点,阐述了法规中两船处在会遇局面下的避让行动要求和不同阶段时的责任关系;最后从碰撞发生后提出对过程的调查方法,确定了在事故经过分析中以局面形成和因果关系为原则的观点.     

仿真技术在船舶碰撞事故再现中的应用

船舶碰撞的研究始终是航行安全或海上交通安全研究领域的热点问题。介绍了应用船舶操纵模拟器模拟碰撞过程的仿真技术,它是目前进行海上事故鉴定和事故分析的重要技术手段。首先利用仿真技术对当事船舶的碰撞过程进行实时动态仿真,再通过船舶碰撞事故分析软件(船舶碰撞事故分析系统2.0)进行分析,最后的仿真结果对船长、驾驶员具有重要的参考价值,也为海上安全主管机关调查处理船舶碰撞事故提供一种新的途径。     

船舶与冰排碰撞结构响应研究

冰排的层厚、流速以及特性在很大程度上影响船舶与冰排碰撞的结构响应。本文分别建立船舶和冰排的有限元模型,采用LS-DYNA进行碰撞接触计算,模拟船艏与冰排发生碰撞。主要考虑相同条件下分别改变冰排厚度、运动状态以及物理性质等单个碰撞参数,对比研究不同碰撞工况下船舶的损伤变形、碰撞力等结构响应差异。得出上述因素对船—冰碰撞的影响规律,为提高船舶抗冰载荷设计提供参考。     

关于在能见度不良时的船舶航行安全的探究

随着航运事业的发展,海上航行的船舶数量急剧增加,同时船舶愈来愈向大型化、高速化、自动化发展,通航密度迅速增大,导致海上碰撞事故的数量不断增多,特别是在能见度不良情况下的船舶碰撞更是占了很大比例,造成了生命财产的巨大损失和海洋环境的严重损害。如何提高雾航安全是航海界普遍关心的问题。本文通过对雾与船舶航行的影响,预防船舶碰撞事件的对策探究及船舶雾航中几个问题——雷达问题、安全航速问题、AIS、能见度不良时的避让问题进行探究,以减少雾航碰撞事故的发生。     

限制水域船舶升沉与纵倾研究

基于非线性浅水波理论,利用有限差分法对Wigley、泰勒系列60等船型的压力分布及升沉与纵倾进行了数值计算与结果验证,并进一步考虑限制水域阻塞效应影响,计算了四种阻塞系数下船舶的升沉与纵倾随水深弗劳德数的变化曲线,综合分析了亚临界、超临界航速下阻塞效应对船体升沉与纵倾的影响特点。在亚临界航速时,主要发生船体下沉现象,随着航速增大,阻塞效应将引起船体更大下沉;在超临界航速时,主要发生船体纵倾现象,随着航速增大,船舶升沉与纵倾逐渐趋于稳定;在近临界航速时,阻塞效应影响最大,使得船体周围压力变化复杂,反而引起船体纵倾变小,且出现上升现象。     

基于ANSYS/LS-DYNA的船冰碰撞数值分析

在极地海域复杂环境下,船舶在长距离航行中一旦与冰山或大冰块发生碰撞,极短时间内会产生巨大的冲击载荷,可能造成非常严重的海上事故等。运用有限元分析法,借助有限元分析软件ANSYS/LSDYNA对相关船舶球鼻艏与冰的碰撞情况进行数值分析,得到船舶球鼻艏结构的能量-时间关系曲线,以及碰撞力-时间关系曲线,并对各种碰撞参数所导致的结果进行定性的分析和讨论,得到不同初速度的船与冰碰撞以及不同吨位的船与冰碰撞对船舶球鼻艏破损情况的影响,对船冰碰撞领域的研究有一定的指导意义。     

基于安全航速的船舶航运事故防范方法

根据船舶事故产生的原因,研究了船舶航运事故防范的方法。即实时快速计算船舶在每个时刻的安全航速,根据实际航速和安全航速的比较,进行航运安全的判断,从而提前预测事故隐患,提高船舶的安全性。