波浪弯矩设计值与长期预报理论计算值的比较

本文分析了国际船级社协会（ＩＡＣＳ）纵向强度标准Ｓ１中，波浪弯矩值成采用ＩＡＣＳＷＰ／Ｓ委员会推荐的海浪谱和海况统计资料条件下的长期预报理论计算值的关系，大量计算实践表明后者总体上要比前者大１．５倍。文中建议为了把长期技术应用于船体波浪弯的直接设计计算，对上述预报过程可取１０概率水平时地长期预报值作为船体波浪湾矩设计值。     

船体在疲劳和腐蚀损伤下的可靠性

在疲劳和腐蚀作用下，船体梁舯剖面模数折减，导致极限承载能力下降，在此基础上进行可靠性分析。文中腐蚀率是一个有常数平均值的随机变量，疲劳裂纹根据Paris公式计算，当静水弯矩和波浪弯矩的组合值超过船体梁极限承载能力时，发生船体梁失效。以一艘散货船为例，计算其可靠性随时间的变化。计算结果可为船东和船级社评估船舶营运期间疲劳和腐蚀对船舶可靠性的影响提供参考。     

UR S11A及UR S34对超大型集装箱船结构设计的影响

比较国际船级社协会（International Association of Classification Societies,IACS）制定的针对集装箱船总纵强度评估的标准“UR S11A”与集装箱船有限元强度评估工况的最低要求“UR S34”的差异,主要比较总纵强度评估方法、垂向波浪弯矩和垂向波浪剪力公式的差异。结合中国船舶及海洋工程设计研究院自主开发设计的某2种类型超大型集装箱船,计算分析UR S11A对集装箱船3个典型位置（船体0.25L,0.50L和0.75L处）纵向结构构件尺寸的影响,特别是对剪切强度的影响。同时,介绍UR S34的一些关键内容。     

IACS波浪弯矩设计值与长期预报理论计算值的比较

本文分析了国际船级协会（ＩＡＣＳ）纵向强度标准Ｓ１１中波浪弯矩设计值与在采用ＩＡＣＳ ＷＰ／Ｓ委员会推荐的海浪谱和海况统计资料条件下的长期预报理论计算值的关系，大量计算实践表明后者总体上要比前者大１．５倍，文中最后建议为了把长期预报这一技术应用于船体波浪弯矩的直接设计计算，对上述预报过程可取１０＾－５．５概率水平时的长期预报值作为船体波浪弯矩设计值。     

内河船舶波浪载荷研究

利用内河波浪散布图和修订波浪谱对内河系列船舶进行了波浪载荷的计算预报,首次分析了内河船舶波浪载荷的规律和特点,并与俄罗斯内河登记局(RRR)和法国-德国船级社(B-G)的内河规范载荷对应的等效模数要求进行了比较分析。结合实船测试结果表明：波浪载荷变化规律与国外同类规范一致,预报波浪载荷水平与测试结果及国外同类规范要求相当。内河船舶波浪载荷预报应考虑航速和水深的影响,载荷预报结果可以作为制定内河波浪载荷公式的基础。     

再谈对阿基米得原理的理解

本文是系列文章《对船舶设计计算的探讨》中的第二篇，其中包括下内容：１．通过对一条Ｇb=1的船的分析，说明了由于对基米得原理理解得不全面，可能在船体弯矩和扭矩上引起的误差。２．作者认为对阿基米得原理理解的正确与否，所牵涉到的不仅是数量上的，而且可能影响到所使用的分析方法。此外本文还给出了对斜置在波浪上的船舶中横剖面可能受到的最大扭矩的近似计算公式。     

基于非线性设计波的船体结构强度直接计算研究

针对规范公式不适用于小方形系数Cb0.6的船舶以及线性设计波法不能反映波浪载荷非线性特征的情况,使用非线性设计波法研究了一艘小方形系数船的波浪载荷长期预报极值和波浪载荷与波高非线性变化规律,给出了非线性设计波参数的选取办法。根据参数,用非线性设计波法计算了船舶的波浪附加弯矩,并与线性设计波和规范公式两种方法得到的波浪附加弯矩进行了比较分析。分析结果表明,非线性设计波法能够反映出波浪幅值较大时波浪载荷随波高非线性变化的规律,以及中拱、中垂状态下舯剖面波浪附加弯矩的非对称特征,较线性方法更为合理。     

穿浪双体船总体设计载荷研究

为了比较分析不同高速船规范的适用性,根据DNV、ABS、CCS和LR规范中关于高速双体船波浪载荷的评估方法,分别对一高速穿浪双体船进行了总体波浪设计载荷的评估。同时对该穿浪双体船进行了水池模型试验,包含规则波与不规则波的试验。试验对该双体船的纵垂向弯矩、横垂向弯矩、横向扭矩和纵摇有关扭矩进行了测量,分析了其传递函数和统计特性。根据对纵垂向弯矩、横垂向弯矩、横向扭矩和纵摇有关扭矩在规范与试验之间的比较分析表明,DNV规范中关于该穿浪双体船总体波浪设计载荷的评估与模型试验值最接近,CCS规范次之,ABS和LR规范中关于该穿浪双体船的总体波浪设计载荷的评估值较试验值大很多,尤其是横向波浪设计载荷的评估。通过对规范计算的总体波浪载荷与模型试验结果及其推断值的比较分析,进一步明确了现行规范对该双体船波浪设计载荷评估的适用性:采用DNV和CCS规范对该双体船进行结构设计是合理的;采用ABS和LR规范将偏于安全和保守。     

三体船波浪载荷预报研究

根据现有某三体船的相关资料和海浪统计资料,采用三维频域计算方法,给出横纵向波浪载荷分量的传递函数及长短期预报值。横向波浪载荷包括各纵剖面的横向对开力、横垂向剪力、横垂向弯矩、纵摇有关扭矩等;纵向波浪载荷包括各横剖面的纵垂向剪力、纵垂向弯矩、纵向扭矩和水平弯矩。短期预报采用P-M双参谱;长期预报采用IACS推荐的Rec.34标准海浪统计资料,考虑到高速三体船适用于7级海浪的要求,根据实际情况把海浪资料波高截断,即有义波高变化范围为0.5⁶ m及0.56 m及0.5⁹ m,其中6 m及9 m有义波高的出现概率按照插值的方法得到。根据计算结果,可给出高速三体船的波浪载荷特征,为结构的进一步优化设计提供重要依据,并为相关规范公式的修改提供参考。     

穿浪双体船总体设计载荷研究

为了比较分析不同高速船规范的适用性,根据DNV、ABS、CCS和LR规范中关于高速双体船波浪载荷的评估方法,分别对一高速穿浪双体船进行了总体波浪设计载荷的评估.同时对该穿浪双体船进行了水池模型试验,包含规则波与不规则波的试验.试验对该双体船的纵垂向弯矩、横垂向弯矩、横向扭矩和纵摇有关扭矩进行了测量,分析了其传递函数和统计特性.根据对纵垂向弯矩、横垂向弯矩、横向扭矩和纵摇有关扭矩在规范与试验之间的比较分析表明,DNV规范中关于该穿浪双体船总体波浪设计载荷的评估与模型试验值最接近,CCS规范次之,ABS和LR规范中关于该穿浪双体船的总体波浪设计载荷的评估值较试验值大很多,尤其是横向波浪设计载荷的评估.通过对规范计算的总体波浪载荷与模型试验结果及其推断值的比较分析,进一步明确了现行规范对该双体船波浪设计载荷评估的适用性:采用DNV和CCS规范对该双体船进行结构设计是合理的;采用ABS和LR规范将偏于安全和保守.     

Bow door slamming of Ro/Ro ferries

This paper addresses the structural response of clam-type bow doors of Ro/Ro vessels under slamming loading conditions. The structural analysis is performed with the finite element code MSC/NASTRAN. The loading conditions were determined on the basis of towing tank tests, numerical calculation and regulations of classification societies. Slamming loads are applied statically and the FE code accounts for both material and geometrical nonlinearities. Apart from stress distributions, which are determined for different loading patterns, the results are used to calculate the forces and moments induced on the locking and securing elements, which secure the doors among themselves and the doors to the bow structure. The modelling methods reported may be used for the finite element analysis of similar structures. Such analyses of bow doors response under slamming loading could be submitted to classification societies for approval.     

Application of plastic framing requirements for polar ships

A new International Association of Classification Societies (ICAS) standard for Polar Ship design, in the form of a Unified Requirement is being developed by an international committee with representatives from many classification societies and with the active participation of many polar nations. The framing structural requirements have been developed by a combination of analysis of existing rules and ships, finite element analysis and analytical solutions of plastic collapse mechanisms. This paper describes the use of the rule formulae in designs. The formulae contain interactions between shear and bending and give the designer options and flexibility in satisfying the strength requirements. Effective design requires knowledge of the effects, and the possible approaches to reach a satisfactory design.     

多尺度目标识别新方法

利用全局矩反映的是图像在整个空间的统计特征,可以稳定可靠地识别形状差异较大物体的特点,以及小波矩描述的是图像在局部空间的特征,能够准确有效地区分形状相似的目标的优点,提出了一种新的由粗到细、从全局到局部的多尺度逐级匹配目标识别方法.这种在大尺度下采用全局特征进行粗分类,小尺度下采用局部特征进行细分类的思想加快了匹配过程,实验结果表明,该方法比仅使用全局不变矩或小波不变矩特征的目标识别方法具有更高的识别率和更广的适用范围.     

水面舰船波浪弯矩计算方法研究

我国现行《舰船通用规范》适用于设计水线长不超过160m的水面舰船,当设计水线长在160～200m时,规范规定参照执行。随着舰船的尺度逐渐加大,波浪载荷的计算问题更加复杂。比较了4种规范的波浪载荷计算公式,并应用线性切片理论,采用短期和长期预报的方法,计算大尺度舰船的垂向波浪诱导弯矩值。因此,对于一定范围内的大尺度水面舰船,采用"通用规范"所得波浪载荷值计算船体强度还有一定安全性,并可运用多种计算方法合理选取波浪弯矩值。     

船体艉部变形计算及其在轴系坞内校中技术中的应用

阐述了与轴系合理校中技术有关的弯矩影响系数的概念。提出利用弯矩影响系数与轴系截面上的弯矩值计算轴承变位的方法。在实船上用应变片测量了轴截面弯矩,根据实船测量的弯矩数值与弯矩影响系数确定了不同状态间船体艉部在轴承处的相对变形。最后进行了实船验证,结果表明船体艉部变形数据的正确性与坞内校中工艺的可行性。这为轴系坞内校中工艺的实施奠定了理论基础。     

船体破损后外载荷与船体极限弯矩

基于船舶不沉性理论，运用符拉索夫抗沉性计算法确定船舶破损后浮态参数之后，作出波浪上船舶破损浮力曲线，继而计算了波浪弯矩和波浪剪力；并用非对称梁弯曲理论建立了破损模型，将外载荷与破口联系在一起研究了破损船舶极限弯矩，通过实例计算得出了预想结果。     

排水型船外飘砰击和甲板淹湿的经验估算方法（英文）

The paper presents an empirical method to calculate bow flare slamming pressure and the green water load. Many empirical formulae for various types of vessels have been provided by rules of ship classification societies. In the present work, attempt is made to develop generalized formulations for all types of displacement vessels. Extreme sea conditions are considered. Bow flare pressure is derived in terms of flare and waterline angles. Specific condition for limiting waterline angle is derived based on 2 D numerical simulations. Deck wetness is derived in terms of static and dynamic swell-up and the relative motion. Variation of static swell along the length is determined based on potential solution based analyses considering variation in vessels' hull. 2 D wedge simulations are carried out to validate the formulation of dynamic swell-up. Results of the calculated bow flare and deck pressures are compared with various ship classification society formulations and the trends are found to be in good agreement in general barring at bow flare where lower pressure is found in most of the presented cases. Also IACS UR S21 A(2018) governing minimum pressure for deck scantlings is found to be conservative in few of the presented cases. Although scantlings assessment is not performed, the presented new formulations may help in realistic assessment of scantlings.     

船模水动力学试验中几何参数的不确定度分析研究

自从1992年ITTC-QS工作组致函ITTC技术委员会提请ITTC各成员单位依照ANSI/ASME PTC 19.1开展测量不确定度评定以来,不确定度分析一直是热门议题.AIAA于1999年发布了风洞试验不确定度分析的指南.ITTC从1999年起逐步发布了一系列关于船模试验不确定度分析的规程.在这些规程中,由模型加工误差引起的水动力系数不确定度分量一般是通过水动力系数的(无量纲)表达式进行分析计算的.这种分析,从数学上是合理的,但从物理上分析和依据工程判断,有些则是相当不合理的,甚至是分析中的一个误区.文章列举了若干实例对此进行了阐述,并提出:对于因水动力无量纲化而引入的几何参数,其不确定度影响分量不能简单地依据所采用的无量纲表达式进行分析评定,而是要基于水动力学的分析进行合理的评定.