船舶压载水系统仿真模型研究

船舶压载水系统包括压载水泵、管路系统和压载水舱等.本文根据离心泵的原理建立了压载泵流量模型;对管路网络中的流量、压力计算公式进行线性化,采用矩阵方法建立了压载水管路模型;以船舶的横倾角φ和纵倾角θ作为系统的控制参数,根据船舶的浮性及初稳性原理,利用小倾角稳性公式,建立了压载水系统的浮态计算模型;以某油轮为母型船进行仿真分析,结果显示应用此模型进行实船仿真能够使船舶在多种工况下保持平稳.     

船舶压载水系统仿真模型研究

船舶压载水系统包括压载水泵、管路系统和压载水舱等。本文根据离心泵的原理建立了压载泵流量模型；对管路网络中的流量、压力计算公式进行线性化，采用矩阵方法建立了压载水管路模型；以船舶的横倾角φ和纵倾角θ作为系统的控制参数．根据船舶的浮性及初稳性原理，利用小倾角稳性公式，建立了压载水系统的浮态计算模型；以某油轮为母型船进行仿真分析，结果显示应用此模型进行实船仿真能够使船舶在多种工况下保持平稳。     

半潜式平台压载水系统模型分析与仿真

为保证半潜式生产储油平台“深海一号”在压载作业过程中的安全性,对其压载水系统进行建模仿真。基于管网有限元方法,根据实船压载水系统原理对压载水管网进行分解,建立有限管元模型数据库,并利用C#语言开发参数化加载的软件界面,实现对压载水系统的仿真交互操作与监控。工程应用结果表明,该软件的仿真结果与平台实际的压载水作业结果相近,实用性较强。     

船舶管网系统水力特性研究及其应用

船舶管网系统水力特性是水力计算、系统调试、系统优化设计的理论基础。借助图论这一数学工具,建立了管网系统水力特性的数学模型。在该模型的基础上,利用逐渐增加管网系统回路并逐步迭代计算新增回路阻力系数和流量的思想,提出一种无需给定迭代初值的管网水力计算方法,通过对实船压载水系统进行实时仿真计算,验证计算方法的有效性;提出了一种管网系统调试方法,利用滑油管网系统调试,验证了该方法的合理性。     

基于Hydromax的14000DWT成品油船大倾角稳性计算

大倾角稳性是保证船舶及各种海上结构物安全航行及作业的主要性能之一,也是船舶设计过程中首先要解决的问题。为了快速、准确地给船舶设计者提供初步的稳性计算过程和结果,以14000DWT成品油船为例,采用Maxsurf软件对其进行建模,然后将其导入Hydromax模块进行大倾角稳性计算,并将其结果同设计值、规范值进行比较,符合要求。表明采用Hydromax模块来计算船舶的大倾角稳性的可行性。     

船舶压载水系统仿真及稳性调节

为满足船员的适任性训练要求,文中开发了船舶压载水模拟训练系统,以某4万吨油轮为母型船,以M in is通用仿真支撑系统和InTouch组态软件作为软件开发平台,开发了船舶压载水系统的仿真和监控软件。介绍了该系统的总体结构、工作过程及仿真功能,并详细叙述了运用该软件进行油轮稳性调节的具体过程。仿真结果显示:本系统符合评估规则的要求,可以成为轮机模拟器压载水部分的仿真软件。     

基于稳性实时计算技术的船舶破损智能扶正系统研究

基于船舶稳性实时计算技术研究船舶实时状态三维模型数字化算法用于快速计算船舶的大倾角稳性、破舱稳性和平衡浮态。参考遗传算法研究船舶破损智能扶正方案生成算法来实现智能生成扶正方案功能。然后运用上述两种核心算法设计船舶破损智能扶正系统软件,为船舶在突发破损事故时提供一套包含压载水调拨措施与步骤建议的智能扶正方案,提高船舶破损事故的处理能力。     

深水半潜平台压载水系统水锤载荷动态分析

在半潜平台管路系统运行过程中,水锤载荷产生的压力波对管系造成重大危害,影响整个系统的正常运行。运用CAESAR II建立深水半潜平台压载水系统有限元模型,把水锤基本方程计算得出的水锤力作为加载力,计算出动静态组合工况下管系的最大应力。通过分析应力报告,找出压载水系统管系中设计不合理的位置点,并提出修改,保证管系安全运行。     

腐蚀裂纹损伤下船舶管路抗冲击时变剩余强度研究

舰艇管路系统对冲击载荷作用非常敏感,遭受冲击载荷后通常会引起管路系统应力或变形过大而破坏,而裂纹和腐蚀作为常见的一种损伤缺陷导致结构承载力下降,降低管路系统的使用寿命.因此针对典型管路系统管路段,建立仿真精度较高的典型管路有限元模型,对典型管路系统管抗冲击性能进行分析;根据仿真分析结果,确定管路结构强度的薄弱节点或分段(称之为关键节点或关键结构)作为裂纹扩展的初始点.基于管路系统腐蚀和裂纹的发展规律和有限元计算方法,建立管路系统时变剩余强度预报模型,发展一种分别计及腐蚀、裂纹2种因素作用下,舰艇管路系统在三向冲击载荷作用下剩余强度的计算方法和实现流程.在此基础上,分别研究裂纹损伤、腐蚀损伤在不同服役年限下冲击载荷对舰艇管路时变剩余强度的影响规律.     

管路系统抗冲击性能的工程简化方法研究

根据船舶管路系统及元器件布置的特点,利用具有分布集中质量的等效连续梁模型,建立典型管路的力学简化模型。在此基础上结合参数化建模技术、有限元分析技术,分别以固定约束、简支约束和弹簧约束作为模拟约束条件,进行数值计算。回归出典型管路位移响应幅值、应力响应幅值简化计算公式中的各参数,进而获得管路系统抗冲击性能的工程简化计算公式。     

大型LNG船玻璃钢压载水管道应力校核方法

玻璃钢管作为大型液化天然气(LNG)船压载水管道,在其应用过程中易出现部分管道破裂以及管道支架损坏的问题,针对该问题,以某大型LNG船为例,采用管道应力分析软件CAESARII建立压载水系统玻璃钢管道有限元模型。根据实际建造营运方式,考虑船舶运动加速度、船体变形、温度和压力等载荷,确定能覆盖所有建造运营条件的载荷工况。采用ISO 14692标准作为大型LNG船玻璃钢压载水管应力校核设计的标准,分析压载水管道的应力水平以及作用在管道支架上的负荷,对应力超标处的管道进行优化布置,对承受大负荷的管道支架进行结构加强设计。实船应用结果表明,该方法的应用效果良好,可推广到其他类型船舶的玻璃钢压载水管道系统的设计中。     

基于C#与MATLAB混合编程的船舶压载水仿真系统

针对以往船舶压载水仿真系统仅能用于某些特定船舶的问题,提出基于管网有限元法的参数化建模方法.为实现对压载水调节方案的优化,在仿真系统中加入基于改进非劣分层遗传算法(Non-dominated Sorting Genetic Algorithm Ⅱ,NSGA-Ⅱ)的自动调载算法和基于反向传播(Back Propagati...     

作为船舶控制装置的水翼艇的适用性研究（英文）

Centrifugal forces are commonly created when ships turn, which may cause a ship to capsize in a critical situation. A mathematical model has been developed to optimize the stability coefficients for ship, with the aim to prevent capsizing and to increase ship maneuverability in high-speed water craft. This model can be used to develop algorithms for control system improvement. The mathematical model presented in this paper optimized the use of multipurpose hydrofoils to reduce heeling and the trimming moment, maintaining an upright ship's position and lessening the resistance via transverse force. Conventionally, the trimming and heeling of a ship are controlled using ballast water; however, under variable sea conditions it is sometimes difficult to control a ship's motion using ballast water. In this case, a hydrofoil would be more stable and maneuverable than a ballast tank controlled vessel. A movable hydrofoil could theoretically be adapted from moveable aerofoil technology. This study proves the merit of further investigation into this possibility.     

LNG船压载水管路的优化布置与应用

随着造船技术的发展,对于一些高新船舶,尤其是LNG船,海水对压载管路提出了更高的要求,同时在管路的布置上也产生了更多的限制。针对LNG船压载水排舷外管路及涂塑要求进行了阐述和分析,优化船舶压载水处理装置的管路布置,形成一套高效、节约且满足趋势要求的压载水管路布置方法。     

基于流固耦合的线性充液卡箍管路振动研究

充液管路液压系统广泛应用于舰船、车床、制冷等大型运输系统上,由于管子的振动效果是充液流动情况所致,对其研究需要借助于流固耦合理论。本文针对线性充液管路,在有限元理论的基础上建立振动的流固耦合模型,研究对称布局限制下的管路振动模态及 Von Misses 应力分布情况,重点分析充液管路长度对压力波动的影响。结果表明：卡箍设置处能够明显减弱振幅,越远离卡箍设置处振动效果越明显,共振情况随着振动频率的增加明显得到加强;应力最大点只要布局在管子内部。压力变化是液压作用的宏观表现,波动的曲线反应出充液过程是一个复杂的作用过程,尽量选择布置长度较短的充液管路。     

Reliability-based design of subsea light weight pipeline against lateral stability

The application of non-metallic light weight pipeline (LWP) in subsea oil/gas transmission system is subject to subsea pipeline on-bottom stability problem because of their light weight. Additional weight required for the stabilization of subsea LWP is a critical item to consider when decreasing the cost of the pipeline system. This paper presents an effective approach to determine the additional weight by utilizing a reliability-based assessment of subsea LWP against on-bottom stability. In the approach, a dynamic non-linear finite element model (FEM), including a model of fluids-pipe-soil interaction for the subsea pipeline, is used to study the pipeline displacement response. In-place analysis of a flexible pipe is presented as an example of the authors' methodology. Results show that displacements are largely affected with and without considering the lift force. Additionally, the uncertainties of all parameters used in the model are considered. With 145 cases of FEM calculations being the samples, a response surface model (RSM) is developed to predict the pipeline lateral displacement using the software Design-Expert. Combing with the RSM equation, the Monte Carlo simulation method is employed to estimate the probability of exceeding pipeline stability. To calculate the reliability of LWP for different submerged weights, the method introduces a calibrated factor into the serviceability limit state (SLS) function. The proposed approach can be used to determine the additional weight required for the on-bottom stability of subsea pipelines while considering the uncertainties of all relevant parameters.     

基于FEM/BEM的船用水泵流动诱发振动噪声计算分析

离心水泵是舰船上面重要的流体机械,广泛应用于船舶冷却系统、舱底压载系统、循环水系统及消防系统。同时离心泵也是舰船管路噪声源之一,影响着船舶运行环境舒适性与舰船的安全隐蔽性。本文利用fluent软件计算流场非定常过程中叶轮所受时域脉动压力,并提出优化方案。将其作为激励源加载到水泵电机有限元模型上,采用隐式有限元法计算泵组表面振动速度与机脚处加速度,估算泵组振动烈度。将有限元振动速度导入Virtual.Lab软件,采用声学边界元计算泵组的空气噪声辐射。计算结果表明,泵组出水口处与机脚处振动噪声较大,应采用相关的减振降噪技术。     

船舶辅机的隔振设计及船体耦合振动分析

为了减小船舶的振动与噪声,对某船用空压机组进行了浮筏隔振装置的设计,其中包括隔振参数的确定以及筏体结构的设计等。通过建立隔振系统的有限元模型,分析了该系统的动力学特性,包括振动模态、振动传递率以及对于冲击的响应。为了揭示实船隔振系统的规律,将空压机组浮筏装置的有限元模型拓展到全船,分析了隔振装置装船后的耦合振动模态,讨论了船舶结构的振动对浮筏系统隔振效果以及冲击响应的影响。在此基础上,探讨了提高船舶辅机浮筏隔振系统动力学性能的途径。     

通用型FPSO压载水管路系统泵口载荷及法兰泄漏分析

利用CAESAR Ⅱ软件,综合考虑通用型浮式生产储卸油装置(Floating Production Storage and Offloading,FPSO)在海洋环境中受到风浪载荷及温度变化和船体变形产生的附加位移等对管道的作用,根据设计的压载水管路系统建立三维模型,给出建模过程中对泵口的模拟方法,并对玻璃钢管道泵口载...