船舶所受风荷载国内外规范对比分析

船舶系缆力是码头结构设计和系船柱选型的重要条件,风、流、浪为船舶系缆力主要控制因素。针对国内外码头设计规范中船舶系缆力的计算方法差异,选取了码头结构设计常用的国内外规范（中国JTS规范、西班牙ROM规范、OCIMF指南、英国BS 6349规范）对船舶所受风荷载的计算公式进行对比分析,并结合工程实例对不同风向角下的风荷载进行了计算。结果表明：1）不同规范在船舶适应范围、风速选取、船舶受风面积、风压修正系数方面存在明显差异。2）ROM计算得出的30万吨级油船的风荷载最大,JTS计算结果最小。     

现行荷载规范船舶排水量和受风面积的曲线拟合

对港口工程荷载规范2010版中75%保证率下的船舶排水量和受风面积进行了曲线拟合,计算结果与规范计算结 果基本一致,表明了所提出的拟合曲线适用于不同船型的船舶排水量和受风面积计算,为规范中未包括的船型排水量和受 风面积的计算提供了一个更趋于合理、简便、精确的新方法。     

港口系泊船舶受风高度取值问题研究

根据现行规范中船型尺寸、排水量、受风面积、形状系数等船舶参数与船舶形状特性的关系,以及船舶照片与船舶本身符合比尺相似这一特点,搜集船舶图片及其相关资料并进行研究分析,得出船舶水面以上高度的计算方法以及相关参数。解决了JTS 144-1—2010《港口工程荷载规范》中未给出船舶水面以上高度取值方法带来的问题。     

港口工程中船舶所受风荷载的理论计算分析

港口工程设计中船舶所受风荷载计算对系船设施选取起控制作用,作用于船舶上的风荷载计算值由计算常数、船体水面以上受风面积、设计风速、风压不均匀折减系数和风压高度变化修正系数确定。针对港口工程设计中容易出现的参数取值错误问题,对规范中风荷载的理论计算公式进行研究,通过对公式中5个参数进行逐个分析,结合设计经验,得出船舶受风面积选取的注意事项,推导出风压不均匀折减系数和风压高度变化修正系数的选用标准,提出船舶水面以上代表高度的估算公式,为未来规范中相关参数的修订和工程设计提供参考。     

作用于船舶上风荷载及参数的理论计算

风荷载是船舶系泊的主要控制因素,因此对作用于船舶上风荷载计算研究是十分必要的。针对现行水运行业规范中关于作用于船舶上风荷载的计算公式与参数取值问题,基于风荷载的基本表达式,采用理论推演的方法,结合自然条件的更新调整,对空气密度、风压高度变化系数、地面粗糙度、船舶受风面积等参数进行分析,得出船舶风荷载的理论计算公式与参数取值建议,为规范中部分参数的修订与工程设计提供参考。     

中英规范中船舶系缆力计算比较

为研究中英两国规范中船舶系缆力计算的差异,对比JTS 144-1—2010 《港口工程荷载规范》和英标BS 6349-1:2000,针对不同船型及风(流)向角的船舶系缆力进行比较分析。结果表明,集装箱船国标的风压力计算值要小于英标,而油船则大于英标;集装箱船国标的水流力计算值要小于英标;油船仅在流向角为90°时国标计算值大于英标,其他流向角时则小于英标。可为海外工程设计提供参考。     

国内外船舶风荷载计算方法对比

针对船舶风荷载计算中引用规范的范围不全、版本更新和船型应用局限等问题，选取中国、英国、美国以及OCIMF等4种现行主流行业规范进行分析研究，并以2.0万吨级杂货船为案例进行计算对比。结果表明计算结果有较大差异：对于横向分力，英美规范结果接近，中国规范明显偏大。对于纵向分力，艉向风时英国规范结果显著大于中美规范；艏向风时中英规范结果接近，均小于美国规范。建议根据适用船型、船舶数据的翔实程度、主风向角和管理要求等因素合理选用计算方法，有条件时采用数值模拟方法。     

码头设计中船舶风荷载中英规范标准研究

基于国内外码头工程设计所采用的规范标准的不同,船舶受力计算的方法也不同,主要分析了基本公式、国内规范、英国规范和OCIMF关于船舶风荷载的计算方法,并进行实例计算和结果分析,旨在为码头工程设计人员提供参考。     

船舶风荷载算法的比较研究

分析研究了国内外几种港口工程规范中关于船舶风荷载计算的方法特点并应用同一算例进行了计算结果间的对比分析,评价了O ptim oor软件的可用性。     

作用于船舶上风荷载及参数的拟合分析计算

本文在前述分析研究成果的基础上,结合一定置信区间下船舶尺度参数研究,以OCIMF的指南等为主要参照基准,针对船舶风荷载体型系数与不均匀折减系数等参数,进行拟合分析计算,进一步推演提出船舶风荷载的理论计算公式与建议.本文方法亦可进一步运用到包括油船在内的不同船型的风荷载理论分析与计算中,为规范中船舶风荷载的修订与工程设计...     

港口工程钢管混凝土拱桥风荷载的计算方法

结合港口工程特点,分析港口工程中钢管混凝土系杆拱桥承受风荷载的特点和风荷载的计算方法;分析对比了5种规范对拱肋桁架风荷载的计算方法的差异,发现现行部分规范存在的问题和部分规范的不适用性,提出对计算参数进行修改的建议,建议采用BS5400 Part 2(2006): Specification for loads计算港口工程中钢管混凝土拱桥的拱肋的风荷载;阐述了钢管混凝土系杆拱桥空间计算时横向风荷载对支座产生非正常扭转水平反力的问题和释放该反力的措施和方法。     

系泊船舶试验中风荷载的模拟

基于大型LNG船舶系泊物理模型试验,对2种试验室风荷载模拟实现技术（风机法与挂重法）进行分析与对 比。由风压力试验结果得出“风机法模拟风荷载结果与多个常用经验公式计算结果相差不大”的结论。风浪联合作用下的 船舶系泊模型试验结果表明:单纯风工况下2种方法测得的系缆力有所差异,但叠加波浪荷载后这种差异变小且不同位置缆绳 受力分配状况也有所改善。对上述结论及其形成原因进行与探讨,为船舶系泊物理模型试验中风荷载的合理模拟提供借鉴。     

施工双悬臂状态双幅高墩刚构桥等效风荷载

现有的施工双悬臂状态刚构桥等效风荷载计算方法较为复杂,不便于工程应用,文中针对一双幅高墩刚构桥施工双悬臂状态,通过对其脉动风荷载背景响应和共振响应进行简化计算,给出了墩底横桥向弯矩和剪力的阵风响应系数分布规律,以及等效风荷载加载方式,通过与已有理论和国内外相关规范方法的对比分析,表明本文方法的正确性,并具有足够的精度,现有规范在计算双幅高墩刚构桥等效风荷载时由于没有考虑共振响应而导致结果略小。     

集装箱起重机运输船风载荷计算研究

采用CCS规范方法、DNV规范方法和CFD方法对一艘运输集装箱起重机的甲板运输船的风载荷进行计算比较分析,从分析角度、风剖面形式等方面对比CFD方法和规范方法在受风构件风载荷计算上的差异.讨论了起重机构件间遮蔽效应的影响,在某些风向遮蔽效应影响复杂的情况下,规范方法的计算结果较CFD方法结果明显偏于保守.本研究可为船舶...     

基于CFD的FPSO风载荷规范计算适用性研究

[目的]目前,设计人员多使用针对大型油轮的OCIMF规范和针对海上平台的API规范对FPSO风载荷进行计算,但因FPSO船舶上层建筑更为复杂,需进一步研究这2种规范对于FPSO风载荷计算的适用性。[方法]建立具有通用型上部模块的某30万吨级大型FPSO数值模型,对恶劣海况下不同风向角、横倾角下的FPSO所受风载荷进行数值模拟,分析其中存在的遮蔽效应;与规范计算结果进行对比分析,讨论在风载荷作用下FPSO受到的横倾力矩。[结果]结果显示,船舶正浮状态受到的最大风载荷和横倾力矩出现在270°风向角;船舶横倾状态下受到的风载荷和横倾力矩比正浮状态更大,最大横倾力矩出现在10.5°横倾角280°风向角;采用API规范和OCIMF规范得到的FPSO风载荷计算结果与CFD计算结果相差较大,二者在270°风向角的结果与CFD分别相差13.6%和24.5%。[结论]数值仿真给出的流场细节有利于分析上部模块间的遮蔽效应,能够较为准确地预报船舶所受到的风载荷,可以为考虑遮蔽效应的FPSO稳性设计提供参考。     

滚装船靠离泊操纵拖轮总功率配置的研究

根据《海港总平面设计规范》,计算滚装船靠离泊操纵时所需拖轮的总功率与实际操纵的要求有较大的出入。船舶靠离码头时港作拖轮的配置与船型、排水量、以及风浪流等因素密切相关。此文针对滚装船受风面积大的特点,对其受风面积进行了统计分析,给出了受风面积与载重吨的关系式;然后对风浪流条件下两种不同的计算方法进行了比较,并考虑到工程的实际需要,给出了滚装船拖轮总功率配置的估算方法,为保障滚装船靠离泊作业时的拖轮配置提供了理论依据。     

基于S-H剪裁算法的船舶受风面积计算

为提高计算精度,提出一种基于S-H多边形剪裁算法的船舶受风面积计算方法。依据船舶设计部门提供的船舶受风面积轮廓多边形,采用S-H算法实时和水线面求交计算,得到水线面上和水线面下的多边形,然后采用格林公式计算任意吃水及吃水差下的受风面积及风倾力臂。本文以"太行128"散货船为例,实验表明:相比于传统基于装载手册线性插值的方法,提高了计算精度,弥补了传统方法只能计算船舶平吃水下受风面积的不足,且通用性好,具有一定的工程实用价值。     

碰撞事故时超大型浮体模块连接处荷载特性研究

精确评估模块连接处荷载特性对超大型浮体的水动力设计及结构安全性研究具有重要的工程意义。文章以5模块半潜式超大型浮体为研究对象,考虑碰撞荷载和风、浪、流环境荷载的联合作用并采用AQWA软件对超大型浮体模块连接点处的受力特性开展了数值计算。船舶碰撞荷载简化为矩形脉冲,采用定常风、定常流以及JONSWAP波谱,探讨了船舶碰撞角度、撞击位置、环境荷载等因素对模块连接点受力特性的影响。该文的研究成果可为事故荷载作用时超大型浮体连接器结构设计和强度计算提供一定依据。     

游艇码头结构荷载设计

针对中国的游艇码头规范中关于结构荷载设计的规定不很详尽的问题,结合国内外游艇码头设计规范,对游艇码头的风荷载、波浪荷载、水流力、系揽力以及撞击速度进行研究。通过研究可知,中国规范中对风荷载、波浪荷载以及水流力的计算较为合理;而对于船舶系缆力的计算方法略欠妥,建议参考美国或者澳大利亚规范进行设计计算;对于撞击工况的计算,建议参考澳大利亚规范中的撞击速度进行设计计算。     

游艇码头定位桩内力分析

定位桩是游艇码头的一种重要锚碇形式,现行规范对游艇码头风荷载、波浪荷载等规定存在不详尽之处,为完善游艇码头定位桩的计算分析,采用ANSYS有限元软件对游艇码头在风荷载和波浪荷载作用下的受力情况进行分析,对游艇码头定位桩计算提出合理建议,建议游艇码头计算采用整体建模,风荷载的遮挡效应应考虑船型、受风高度、船舶间距等因素。