Ansys Workbench辅助设计海洋承压舱

依据外压容器设计方案和准则,研究工作在海洋3000米下环境的承压舱结构,合理选择舱体材料、优化结构设计方案,分析计算承压舱各部分参数,通过常规设计时引用计算机辅助设计软件Ansys Workbench,对承压舱体各部分承压性能进行模型仿真分析计算,选取最佳结构设计方案。对设计承压舱进行打压测试,分析结果验证设计方案的有效性,满足设计工作水深的承压性能及重量要求。     

基于ANSYS Workbench的海洋承压舱辅助设计

依据外压容器设计方案和准则,研究工作在海洋3 000 m以下环境的承压舱结构,合理选择舱体材料,优化结构设计方案,分析计算承压舱各部分参数,通过常规设计时引用计算机辅助设计软件Ansys Workbench,对承压舱体各部分承压性能进行模型仿真分析计算,选取最佳结构设计方案。对设计承压舱进行打压测试,分析结果验证了设计方案的有效性,满足设计工作水深的承压性能以及质量要求。     

油气爆炸下海洋平台抗爆结构型式数值仿真

海洋平台作为人们开发利用海洋资源的重要基础设施,在其服役期间,常会遭到油气泄漏而引起的爆炸冲击破坏,因此对海洋平台结构进行爆炸载荷下的动态响应分析及抗爆研究十分必要。本文以某海洋平台燃油舱的围壁为研究对象,对其分别进行波纹板和夹层板结构设计。使用非线性瞬态动力学分析软件MSC.Dytran对不同结构型式舱壁下燃油舱的吸能情况进行数值对比研究,从而获得抗爆效果较好的海洋平台舱壁抗爆结构。     

液舱晃荡载荷数值模拟中的流固耦合影响研究

为了研究大型化后LNG船液舱围护系统结构弹性对液舱内晃荡冲击压力的影响,采用基于显式时间积分方法的有限元/有限体积法程序模拟流体和结构的运动和变形及其相互作用。论述了数值模拟方法及其重要相关参数,以二维矩形刚性液舱模型为例模拟晃荡,得到的结果分别与计算流体程序和试验的结果比较,论证了该数值计算方案的可行性。进一步进行了三维刚性和三维弹性模型的液舱晃荡分析,比较了不同模型对液体运动和舱壁冲击压力的影响。文中研究结果对液舱结构晃荡冲击载荷评估具有参考价值。     

干湿转换舱自动启闭舱口盖的设计及试验

针对ROV干湿转换舱耐压壳体的结构形式及试验需求,设计了供ROV出入的自动启闭舱口盖;利用PTC Creo软件建立了三维参数化模型,通过ANSYS有限元分析对自动启闭舱口盖进行了结构强度和刚度校核、舱口盖密封性能研究。通过在压力筒内进行了试验验证,证明了该舱口盖结构合理,工作可靠。     

光缆耐压穿舱结构模型试验

针对光纤光栅在线监测系统对光缆穿过深潜器耐压壳体的新需求,提出以电缆杯形管节作为光缆的耐压穿舱结构,并以电缆杯形管节的封装工艺对光缆耐压穿舱结构进行封装。对光缆耐压穿舱结构的耐压试验和监测系统的联调试验表明,杯形管节作为光缆的耐压穿舱结构,可以保证结构水密性。光缆经过杯形管节的封装后,其光纤的光损耗低,可以保证监测系统的正常运行。通过试验还得到一些有用的结论,对监测系统的正确使用有指导意义。     

全海深载人潜水器载人舱缩比结构模型试验研究

"十三五"期间中国提出了"深海进入、深海探测、深海开发"的海洋战略。全海深载人潜水器即是"深海进入"的重要装备,其核心部件载人舱的材料选择、设计标准、制造工艺以及结构安全评判就成为需要解决的技术问题。论文针对超高强度马氏体镍钢C250制造的载人舱缩比结构模型,进行压力筒静水压力测试;并对结构应力、极限载荷和体积收缩率进行测试,以研究超高强度马氏体镍钢应用于深海载人舱的设计、计算与制造的可行性。     

豪华邮轮油性舱底水系统设计

自主设计、建造豪华邮轮是海洋强国的重要标志.舱底水系统作为最重要的保船系统,一方面承担着日常排放含油舱底水的工作,另一方面也肩负着紧急情况下及时排放舱室进水的重任.本文从船舶设计建造原理角度出发,以VISTA号邮轮为例,进行油性舱底水系统的设计技术研究.通过三维建模重构油性舱底水系统的具体布置,并分析各关键部件/系统的...     

Mark-Ⅲ型围护系统模拟舱低温试验及数值仿真

以容积为135 m~3的Mark-Ⅲ型LNG船围护系统模拟舱为研究对象,通过设计模拟舱低温试验验平台,对模拟舱保温层进行低温试验,主要测量低温试验中预冷过程的绝缘层沿厚度方向的温度变化分布规律和稳定状态下蒸发率大小,分别针对其传热和结构特点建立了模拟舱的传热简化模型,用于模拟舱的预冷温度分布和蒸发率与数值仿真计算,并将计算结果与试验结果进行比较分析.分析结果可以有效检验模拟舱建造过程中各项施工工艺是否达到使用标准,探究了温度产生的应力对船体结构强度的影响.     

薄膜型LNG液舱晃荡压力与结构响应试验

影响薄膜型LNG船大型化的一个关键问题是严重的液舱晃荡冲击压力以及由此引起的复杂和危险的结构动响应,至今模型试验是研究此类问题的最重要的方法。本文以某大型LNG船尺度较大和运动较剧烈的2号液舱为研究对象,设计了精细的三维晃荡试验模型,通过不同载液水平的系列规则和不规则运动激励的晃荡试验研究晃荡冲击压力特性;基于薄膜型液舱围护系统结构性能计算结果,设计四边简支铜板格分析液舱围护系统结构弹性效应;另外,还利用浪高仪测量液舱波面运动情况。试验结果表明不论规则运动激励,还是不规则运动激励,晃荡冲击压力幅值均表现出明显的随机性,工况可能产生远大于单自由度运动工况的晃荡冲击压力。晃荡冲击压力、应力和波面测量结果可为验证晃荡数值方法和液舱围护系统结构设计提供依据。     

两种海洋平台三维设计软件简介

海洋平台的设计建造是一项复杂的工程。与常规船舶相比,海洋平台三维设计在船体结构方面要对建模和工艺要求更高,对舾装、管路、设备、电缆布置要求更准确。这就需要先进的、专业的三维设计软件作为支撑。AVEVA marine和NUPAS-CADMATIC是应用于国内船舶与海洋工程的最新三维设计软件,代表了船舶设计软件领域的领先水平。通过分析这两种软件在设计效率和设计理念方面的部分特点,针对海洋平台三维设计的特点,从船体结构和舾装两个方面进行比较,找出能满足海洋平台三维设计的解决方案。     

深海潜水器载人舱腐蚀损伤识别方法研究

深海潜水器载人舱是海洋深潜结构物的重要组成部分,保障着工作人员的安全,所以掌握该结构在长期使用过程中的健康安全状况非常必要。本文首先对4500m深海潜水器载人舱6个监测点进行加速度监测,得到其加速度的结点能量;再通过广义回归神经网络和概率神经网络对这些加速度结点能量进行训练;最后用训练好的神经网络进行预测。研究结果表明,对深海潜水器载人舱结构损伤位置的预测正确率可以达到90%左右,可以达到健康监测的目的。     

LNG船液舱晃荡数值模拟

为了研究船的液舱晃荡问题,基于CFD软件Fluent,计算、分析了LNG实船液舱内液体的三维晃荡特性.首先通过与试验数据的比较,验证了三维数值模型的正确性,分析了网格等要素对监测壁面压力的影响.其次通过数值模拟,分析了舱长变化对液体晃荡的影响,说明了三维研究的必要性.最后对LNG船的液舱晃荡进行了三维数值模拟.结果表明,数值计算模型可行,能准确揭示晃荡中的各种现象.     

舰船液舱在静压力下的结构变形及其对舱容的影响

采用理论分析和数值模拟计算相结合的方法对某油船结构变形进行分析。通过建立舱段有限元模型，计算舱段的结构变形；借助三维软件Catia模拟生成和计算液舱容积，较精确地分析液舱在静压力下结构变形的大小及导致液舱容积的变化量，并对液舱容量修正提出相关建议。     

不同型式液舱晃荡压力对比分析

对于液货船舶,航行过程中液舱晃荡不可避免,采用合理的液舱结构对减小液舱晃荡压力至关重要。基于传统的矩形液舱考虑在纵舱壁上添加不同宽度和数量的水平挡板及顶部削斜2种型式,建立了船舶液舱的三维模型,并利用Fluent软件进行三维液舱的晃荡压力计算,评估液舱结构型式对晃荡压力的影响。计算表明,在较高装载率下,通过合理设置挡板的数量和宽度,可以使舱内的晃荡情况得到优化,而顶部削斜结构型式由于减小了沿晃荡方向的舱体长度,可有效降低高装载率下的晃荡压力。     

大型LNG船液舱晃荡载荷及响应模型试验研究

液舱晃荡是大型液化天然气船液舱设计中的重要问题之一,具有强非线性和离散性,很难确定其载荷值.为了研究大型液化天然气船液舱晃荡冲击载荷及其对结构的响应,文章开展了典型菱形液舱的三维晃荡模型试验,获得了大型LNG船液舱在各种运动模式下的流体拍击舱壁的冲击载荷特性以及液舱围护系统结构在晃荡冲击载荷作用下的动响应特征.     

FPSO船体单点舱建造工艺研究与应用

为满足浮式生产储油卸油装置(Floating Production Storage and Offloading,FPSO)船体单点舱的强度和精度要求,对其建造工艺进行研究。通过对一种单轴承内转塔单点舱的结构特点进行分析,结合单点舱建造精度要求,从工装设计、圆筒制作和坞内合拢等多个角度进行论证,提出将圆筒与周边加强结构分开建造的工艺,并对具体实施中的圆筒装配、焊接过程监控和变形控制措施等进行探讨。     

基于RANS和非线性动力学方法的海洋平台供应船水舱减摇预报

在探讨带平面被动式减摇水舱的海洋平台工作船在横浪中的减摇问题上,采用RANS方法进行船舶和水舱的强迫运动模拟,通过数值处理得到船舶和水舱的水动力系数。假设在共振频率下船舶和水舱的横摇运动在达到稳态后可以解耦,由非线性动力学的方法求解船舶横摇运动,并在波浪中进行系列模型试验以研究减摇特性。海洋平台工作船具有多工况的特点,不同载况对应不同船舶固有周期,实际航行中对减摇水舱的使用就是通过改变水舱水深使水舱的周期等于船舶固有周期,而通过上述方法的快速计算,选择合适的水深和阻尼隔板可以达到理想的减摇效果。结论表明该方法可以预报不同方案下的船舶横摇运动,该思路在船舶的减摇水舱设计阶段可以提供参考价值,并且在实船航行中可以提供水深加载指导以适应复杂的多工况航行。文中研究结果被运用于一艘实船航行时水舱加水策略中。     

模块化小型水下航行器设计及其水动力学性能研究

基于模块化思想,设计一种小型水下航行器,该航行器共分为艏舱、前侧推进舱、前浮力舱、主控舱、后浮力舱、后侧推进舱和艉舱7个舱室,并在航行器上安装可拆卸式滑翔翼板,由滑翔翼提供向上升力。设计完成后,建立航行器的三维数值仿真模型,采用CFD软件对其进行水动力学性能预报,分析水下航行器的流场分布以及不同攻角下的升力和阻力特性,并通过试验验证数值仿真结果的准确性,为新型水下小型航行器的设计提供研究思路。     

载人潜水器马氏体镍钢载人舱设计

载人潜水器凭借优异的深海作业与探测能力,越来越多应用于海洋开发与海底资源的勘探中。我国的“蛟龙号”与“深海勇士号”载人潜水器均使用钛合金作为载人舱的耐压结构材料,而俄罗斯“和平号”载人潜水器独创地使用马氏体镍钢材料设计与制造载人舱及其他耐压罐体。对于这种超高强度钢用于载人舱的设计制造国内尚无应用经验。对马氏体镍钢载人舱的结构设计、结构计算、规范适用性进行研究,以总结马氏体镍钢用于载人潜水器耐压结构设计与计算的经验,推进其在我国深海装备领域的应用。