破损舰船运动与波浪载荷预报方法

为了研究舰船舱室破损对船体运动与波浪载荷的影响,采用三维频域势流理论,计算了发生第二类舱室破损后舰船在斜浪规则波上的运动与垂向弯矩。以一典型破损情况为例,计算了船舶破损后的浮态及稳性,并与破损前进行了比较,结果显示,横摇运动及垂向弯矩明显增加,而其它5个自由度运动则有所减小。基于船舶静力学原理,分析了舰船破损对浮态及稳性的影响。最后,使用格林函数法研究了舱室进水导致的液舱晃荡,结果表明,液舱晃荡附加质量在某些频率附近有明显的共振效应,必须通过阻尼系数考虑流体粘性的影响,避免产生非物理结果。     

有限水深中破损船舶的运动与波浪载荷研究

由于有限水深中船舶搁浅和触礁等严重破损事故频发,为了减少事故的发生,对有限水深中船舶破损后的运动及波浪载荷的研究显得十分必要。文章基于三维势流理论,引入有限水深自由面Green函数,在频域内使用奇点分布法对一艘首部破损进水的散货船在有限水深中的运动与波浪载荷展开了计算,并根据劳氏船级社规范做了短期预报。短期预报结果表明,该散货船破损进水后,船体所受垂向和水平波浪弯矩均比破损前有明显增加,且在较浅水深中变化更为显著。     

基于设计波法的船体波浪载荷计算

本文对设计波法的原理进行说明,对比不同规范在载荷控制参数选取上的区别。依据ABS规范规定的载荷控制参数,采用确定性方法和随机性方法对船体波浪载荷进行计算。对比分析2种方法的设计波参数和最大载荷结果可知,在波浪载荷计算上,确定性方法偏于保守,而随机性方法由于考虑了海浪的随机性和不规则性更加科学合理。计算结果可为同类船体波浪载荷计算提供参考。     

船舶波浪与砰击载荷的理性预报方法

本文概要地介绍船舶波浪载荷估算的研究状况，比较详细地介绍了船舶波浪载荷（包括砰击载荷）理性预报方法的基本理论、计算方法，通过两条高速船的算例并与测试结果比较，说明该预报方法具有广泛的应用前景。     

在时域中求解非线性船舶运动及波浪载荷的数值计算方法和程序

本文对时域中求解非线性船舶运动及波浪载荷的数值计算方法作了讨论，提出了ＨＡＭＭＩＮＧ法是一种值得推广的、高效的求解高阶常微分议程组的方法，作者以升沉、纵摇耦合运动为例详细推导出运动方程数值解的时间步进公式并已用本方法编制了计算机程序，并完成多条船的实例计算机。     

基于CFD的网架式网箱浮架结构波浪载荷计算方法研究

深海网架式模块化渔场是一种新型的海上渔场养殖平台,网箱浮架结构在海浪中的波浪载荷是该平台设计研究中的关键环节。在应用Morison方程计算网箱浮架结构的波浪载荷时,浮架中的球体与管结构的连接形式会对周围的流场产生影响,而且Morison方程中水动力系数的选取在考虑粘性影响方面存在不确定性。论文尝试应用CFD方法计算球管结构水动力系数,并通过Morison方程对网架式网箱浮架结构的波浪载荷进行计算分析,然后将它与CFD数值模拟得到的浮架结构波浪载荷计算结果进行比较。研究表明,采用CFD与Morison方程结合的方法能够较好地计算网箱浮架结构的波浪载荷。     

箱形浮体在波浪上运动的特性计算方法及其应用

为了研究箱形浮体在波浪上运动的计算方法，工程界提出了一种称为修正切片法的计算方法，这是在引入三维修正以及引用试验结果的基础上发展起来的方法，具有计算快，能达到工程计算精度要求的优点。该方法采用了纵切片以及常规的横切片法，可以进行六个自由度的运动计算，并改进了横摇旋涡阻尼的计算方法，计入了三维及浅水影响。本文对此方法进行了探讨，并作了实例计算分析，认为此法采用纵横切片的思想，配合经验性的修正，既保持了传统切片理论简单易算的优点，又能达到工程计算精度的要求。尽管在理论上这一思想不很严密,但计算结果已足以在工程上的应用。箱形浮体受不规则海浪扰动而产生的运动通常可以作为平稳的线性随机过程进行处理，本文采用谱分析的方法对箱形浮体的海上运动及加速度的统计特性进行了预报。     

破损船舶的应急响应方法研究

船舶破损进水后的浮态与稳性发生变化,船舶在波浪中的运动响应及船体梁载荷也将随之改变,通过采取应急响应措施,可以有效改善其航行状况.以某一典型破损工况为例,计算了船舶破损后的浮态、稳性、运动响应及载荷,并与破损前进行了对比.结果显示:船舶破损后,横倾变大,横摇运动明显增加,扭矩与水平剪力增幅较大,水平弯矩与垂向剪力也有所增加.针对船舶的破损工况,提出了5种应急响应方案,对比这5种方案下的船舶状态,发现在左舷底边1号～5号压载舱各加入95％的压载水方案最优.     

基于液体交换的船舶破舱时域模拟

文章将船舶进水时域过程作为拟静态处理,计算出每个时刻的内外液体交换量,然后使用损失浮力法求解浮态方程计算该时刻的船舶浮态,直到进水过程终止.提出了一种适用于破口内外液体密度不同且互不相溶时计算液体交换的方法,给出了不同粘度液体的流量系数回归方程,并且针对一艘液货船破损后内外液体的交换情况进行了计算.提出的方法可以为破损船舶的救援以及防污染工作提供很大帮助.     

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.     

水面舰船破损后的安全性分析

根据水面舰船破损的状态,分析其破损后的浮态和静水载荷,采用规范方法和非线性切片理论计算舰船破损后的波浪载荷,结合两种方法所得的载荷与极限弯矩,分析舰船破损后的安全性,并确定舰船安全航行时所对应的海况等级。     

起重船波浪载荷直接计算与规范计算比较研究

采用基于三维频域线性水动力理论的波浪载荷计算软件Wave Loads Calculation System对1 600 t全回转浮吊船进行了波浪载荷计算(主要指垂向弯矩与剪力),得到不同工况下载荷分布的特点.并将计算结果与中国船级社《钢质海船入级规范》中的规范计算结果进行了比较.研究表明:起重船由于其船型、质量分布和载荷工况不同于运输船,规范计算公式无法对其波浪载荷做出合理评估,而采用直接计算方法,能够根据装载状态,较为准确和详细地预报船体波浪载荷及其分布.     

破损船体剩余强度衡准研究

本文研究了船体破损非对称淹水和刚度损失引起的船体外载荷变化,并利用破损船体非对称弯曲极限强度计算方法详细分析碰撞、搁浅和爆炸破损对船体极限强度的影响.然后基于破损船体极值载荷和极限强度,给出破损船体剩余强度衡准,并对破损船体临界海况进行预报.     

Hydroelastic Analysis of a Flexible Floating Body for the Variation of Incident Wave

As for the hydroelastic response of a flexible floating body, various kinds of simplified analytical and numerical methods based on the different assumption have been developed, however, the most versatile and applicable approach is the three-dimensional hydroelasticity theory. Currently, most studies mainly focused on the wave condition of head seas without taking the differences for the variation of the incident wave angle into account. In this paper, based on the three-dimensional hydroelasticity theory, an investigation into the variation of the hydroelastic response for different incident wave angles is presented; also some comparisons are demonstrated and discussed.     

滚装船在波浪中横摇时船上滑动重载荷的同步效应

滚装船中车辆等重载荷由于固定装置失效而随船摇荡作自由滑动时,往往由于反复碰撞致使在甲板上作自由滑动的重载荷随着时间增多.由于波浪和内部滑动车辆共同作用,使滚装船的横摇加剧.这是许多滚装船发生倾覆的重要原因之一.本文对由滚装船和两辆滑动车辆组成的浮基多体系统,取滚装船的横摇角和两辆自由滑动车辆在甲板上的横向位移为此系统的三个自由度,运用多体系统动力学方法,建立了系统的动力学方程.以某型海峡滚装渡轮为例,对在两辆车自由滑动和波浪共同作用下的滚装船浮基多体系统的横摇响应和车辆位移响应进行了数值计算,得出了多个自由滑动的重载荷因相互碰撞在舷侧舱壁的约束下随着时间的延长其运动将趋于同步的结论.     

船舶波浪载荷短期极值的经验公式

对散货船、油船、集装箱船的多艘实船进行了短期波浪载荷直接计算,分析了这三种船型的船舯垂向弯矩、L/4(L为船长)处垂向剪力、3L/4处垂向剪力的若干规律,以及集装箱船型的扭矩、船舯水平弯矩的若干规律.根据这些规律,总结出一套针对特定船型的短期波浪载荷极值的完整计算公式.     

基于切片理论的波浪载荷直接计算

提出了波浪载荷直接计算方法。该方法基于线性切片理论,在频域范围内进行。通过水动力分析得出波浪载荷的响应幅值算子,采用统计方法对波浪载荷进行长期预报,并将线性波浪载荷预报结果进行非线性修正,以模拟实际波浪载荷的非线性效应。最后以某一船型为例,结合IACS推荐的波浪谱和波浪散布图以及超越概率,采用该方法进行了计算并将计算结果与规范值进行了比较。