小水线面双体船的波浪动载荷响应

本文提供了小水线面双体船（SWATH）结构载荷的解析方法以及用于初步设计的简捷算法经验公式。确定船体运动和波浪载荷的方法是以谐波中船舶的线性响应为基础，按零航速横浪来计算的。根据模型试验结果此种状态是SWATH最危险的载荷状态。以前应用于3000－30000t船的经验算法往往被不正确地用于小吨位的船上，文中提供了一个新的经验算法可将应用界限扩展到小如50t的SWATH船上。     

小水线面双体船波浪载荷研究

摘要：针对某大型小水线面双体船,进行波浪载荷直接计算。根据规则波中波浪载荷RAO特性和其波浪载荷的长期预报结果,确定该船的设计载荷。并将该设计载荷与CCS《小水线面双体船指南》中设计载荷进行对比和分析,指出规范对于大尺度大排水量小水线面双体船波浪载荷计算的局限性。同时,由该船波浪载荷长期值沿船长和船宽的分布,分析其波浪载荷的分布规律,为工程中大排水量小水线面双体船的结构设计和加载提供参考。     

小水线面船载荷分析及整船结构强度直接计算

文章提出了一种小水线面船的载荷计算方法,应用该方法对中国第一条小水线面船进行强度计算和设计。     

小水线面双体船波浪载荷水弹性分析

三维水弹性力学将结构分析的有限元方法与围绕柔性体的势流理论结合起来,为在波浪中航行或驻立的复杂结构的运动和内力分析提供了一个流固耦合的统一分析方法,也为小水线面双体船的分析提供了有效的分析工具.文中将水弹性力学方法和谱分析方法相结合,对1 100吨SWATH船进行波浪载荷预报,并将计算结果与水池模型试验数据及国外相关资料进行了对比,说明了水弹性分析方法对于SWATH设计的合理性.     

小水线面双体船波浪设计载荷估算方法

以中国船舶科学研究中心开展的200 t至3 500 t多艘SWATH船模试验结果和美国的15艘从3 000 t至30 000 t小水线面双体船波浪载荷模型试验资料为基础,给出了小水线面双体船波浪设计载荷估算公式.用该估算公式算得的小于3 000 t的小水线面双体船的波浪设计载荷的估算值更加接近模型试验结果,而小于目前常用的ABS公式估算值,从而可较大地减轻结构质量和建造成本.根据小水线面双体船受力特点,还提出了小水线面双体船在进行横向强度、扭转强度、总纵强度校核时各种载荷的组合方案和施加方式,供结构设计人员全面、合理地进行强度分析参考.     

垂直支柱小水线面双体船在波浪中的动态响应

本总结了用于ＳＷＡＴＨ船的运动和波浪载荷的多种预报方法,如经验公式法、准静态法、刚体动力学法、水弹性法,在零航速横浪状态下对一艘４０００吨级ＳＷＡＴＨ船进行了计算以证明刚体动态分析方法的可靠性。运动方程中不劝力系数由切片理论和源汇分布法计算获得,两柱间流体动力相互作用也作了考虑。研究结果与模型试验数据吻合良好。     

小水线面单体船船型与阻力研究

对一种新型高性能船-小水线面单体船的船型与阻力性能作探索性研究,通过船型分析与设计计算,提出了两种小水线面单体船的船型方案,绘制了其中一种型线简图,结合理论计算、模型试验与经验公式方法,对设计船型的阻力性能进行了分析,阐述了小水线面单体船各阻力成分分配特性、主船体部分几何参数、潜深、支柱形状对阻力影响的规律.     

潜浮式小水线面单体船控制方案试验研究

设计潜浮式小水线面船的三种控制方案,通过试验验证三种方案的优劣并分析其原因,进一步进行控制方案的优化.试验对比表明采用PID控制结合专家校正系统的控制方案能够很好的保持潜浮式小水线面船的纵倾、深沉的稳定,实现定深航行.     

小水线面双体船结构载荷分析评述

分析了小水线面双体船波浪载荷预报的几种方法，比较了准静态法，刚体动力学法，水弹性法和经验公式法的优缺点，讨论了与有限元离散结构有关的注意事项以及斜支柱结构形式对动载荷和疲劳的有利因素。     

超小水线面船主机舱段结构优化设计

采用MSC. Nastran的静态响应有限元分析的优化方法,对某超小水线面船的主机舱段构件进行优化,降低该舱段的结构重量,增大舱内空间,为整船结构模型计算中构件参数的确定提供了依据。     

椭圆余弦波浅水变形实用计算法(Ⅱ)——对《海港水文规范》的一个补充

针对我国《海港水文规范》中基于线性波浪理论的浅水变形计算现状,本文的第Ⅰ部分提出了建立在椭圆余弦波理论基础上的浅水变形实用计算法(PCM),用于计算沿直线传播的波浪的浅水变形。在其基础上,考虑了海底地形变化引起的波浪折射影响,使得PCM方法能拓展用于缓变水域近岸浅水波要素的计算。最后给出一个算例,采用PCM方法分别计算了不同外界因素(理想情况、风、海底摩擦、风及海底摩擦)作用下的浅水变形结果,并与商业软件DHI-MIKE21的计算结果进行比较,结果比较吻合。     

椭圆余弦波浅水变形实用计算法（I）——对《海港水文规范》的一个补充

尽管线性波浪理论不适宜应用在近岸浅水海域,但我国《海港水文规范》中波浪浅水变形的计算方法仍是建立在线性波浪理论的基础上,且没有考虑外界因素（如风和海底摩擦）的影响。为弥补上述不足,基于波浪传播过程中能量守恒的原理建立了一个波浪浅水变形的数值模型,该模型采用椭圆余弦波假定,并考虑了风和海底摩擦对波能的增加和损耗作用。在该数值模型基础上,分析大量工况下的计算结果,提出了便于工程设计初期用于确定近岸波浪要素的浅水变形实用计算方法（PCM）     

Higher-order boundary element method for the interaction of a floating body with both waves and slow current

A hybrid boundary element method is suggested to solve the problem of the interaction of floating structures with both waves and slow current. A pulsating source and its mirror image referring to the sea bottom are adopted as the Green's function. The velocity potentials are expanded into an eigenfunction expansion in the outer region of the fluid domain while higher order elements are used to discretize the boundary surface surrounding the inner region. The method is validated by comparing calculated results for a circular cylinder with the semi-analytical solutions. The method is then applied to ellipsoids of various breadth and draft to investigate the influence of body shape on the wave drift damping.     

RANS simulation of a container ship using a single-phase level-set method with overset grids and the prognosis for extension to a self-propulsion simulator

Steady flow simulations for the Korean Research Institute for Ships and Ocean Engineering (KRISO) container ship (KCS) were performed for towing and self-propulsion. The main focus in the present article is on the evaluation of computational fluid dynamics (CFD) as a tool for hull form design along with application of state-of-the-art technology in the flow simulations. Two Reynolds-averaged Navier-Stokes (RANS) equation solvers were employed, namely CFDShip-Iowa version 4 and Flowpack version 2004e, for the towing and self-propulsion cases, respectively. The new features of CFDShip-Iowa version 4 include a single-phase level-set method to model the free surface and an overset gridding capability to increase resolution in the flow and wave fields. The new features of Flowpack version 2004e are related to a self-propulsion scheme in which the RANS solver is coupled with a propeller performance program based on the infinitely bladed propeller theory. The present work is based on a close interaction between IIHR-Hydroscience and Engineering of the University of Iowa and Osaka Prefecture University. In the following article, overviews are given of the present numerical methods and results are presented and discussed for the KCS in towing and self-propulsion modes, including comparison with available experimental fluid dynamics (EFD) data. Additional evaluation is provided through discussion of the recent CFD Workshop Tokyo 2005, where both methods appeared to yield very promising results.