山区航道跨河桥梁通航净空尺度研究

我国内河高等级航道普遍存在大量现有桥梁通航净空不足的问题,如何科学合理地确定分步改造标准,是高等级航道建设中亟待破解的普遍性、关键性技术问题。以广东省北江、东江航道为例,对现有跨河桥梁净空尺度进行复核计算,结合代表船型预测提出船舶航行对桥梁的净空尺度要求,并对航道设计最高通航水位洪水标准的适应性进行分析。研究提出在北江、东江千吨级航道建设中,桥梁净空尺度满足净高不小于8.3 m（最高通航水位的洪水重现期2 a）、双向通航孔净宽不小于86 m或单向通航孔净宽不小于44 m的跨河桥梁可暂缓改建。在此基础上,综合考虑其他航道建设经验,提出适应国内千吨级山区航道桥梁改建标准的建议,研究结论可为内河高等级航道建设提供借鉴。     

基于完整稳性倾覆概率风险的内河客船主尺度优化

通过建立内河客船在规则波中的横摇频幅响应模型,将船舶倾覆概率表达为横摇角概率密度函数的积分,提出适用于船舶初步设计阶段的内河客船倾覆概率计算模型.采用一艘长江干线旅游客船作为母型船,将倾覆概率作为安全性指标,融入优化决策过程中,与其他技术、经济性指标进行整合,构建多目标决策问题,对母型船进行主尺度优化.结果 表明,基于完整稳性倾覆概率风险的主尺度优化方法,能够克服传统优化方法的弊端,使得完整稳性风险在初步设计过程中得以被正确评估,从根本上提高设计方案的完整稳性性能.     

船舶典型节点疲劳强度试验及S-N曲线拟合方法研究

疲劳评估的关键问题是S-N曲线的选取,对于某些结构复杂的大型船舶特有的结构形式,现有规范没有合适的S-N曲线.为了更合理准确地进行结构疲劳强度研究,本文选取某型具有复杂结构的船舶,用实尺度模型试验的方法研究几种典型节点的S-N曲线特性.通过全船有限元谱分析疲劳强度计算,筛选出疲劳问题重点关注区域,确定模型试验部位;根据疲劳问题严重区域的实船结构,设计加工典型节点实尺度疲劳试验模型;确定多个加载工况,进行典型节点疲劳强度试验,获取典型节点多种载荷工况下的疲劳寿命值,在此基础上,研究得到各节点S-N曲线及P-S-N曲线;应用试验所得P-S-N曲线,对船体典型节点部位进行疲劳强度评估,并与规范S-N曲线结果进行了对比,指出了它们的差异.     

波浪中三体船非线性横摇运动近似解析解及特性分析

为了深入研究三体船横摇运动特性,本文应用多尺度法计算了波浪中非线性横摇运动的近似解析解,并通过数值方法及模型试验进行了三体船适用性验证.研究结果表明:三体船型的特殊性引起的非线性横摇阻尼和非线性恢复力使其具有特殊的横摇运动特性.其中,非线性阻尼主要影响横摇幅值变化,特殊的高阶非线性恢复力导致幅频曲线刚度渐硬,小阻尼共振状态下可能会发生不稳定大幅横摇运动.该研究从理论角度解释了三体船在波浪中可能表现出的与常规单体船不同的大幅横摇、跳跃、多值等非线性现象.     

船型主尺度对溢油回收作业船作业率的影响分析

本文采用数值方法,结合作业海域波浪散布图以及相关耐波性衡准要求,针对不同尺度的船舶开展系列耐波性和作业率的计算,以此综合分析不同海域和耐波性衡准下主尺度对溢油回收作业船作业率的影响。计算结果显示,在考虑人员作业、直升机起降作业及溢油回收机回收作业这三个作业率的情况下,船长与人员作业率、直升机起降作业率基本成正相关性,而溢油回收机回收作业率与船长成负相关性。吃水对上述三个作业率指标影响较小。     

三维水翼片空泡尺度效应研究

针对三维水翼的片空泡尺度效应问题,建立LES湍流模型对三维水翼的片空泡生成情况进行计算研究。模拟了片空泡在一个周期内的生成和脱落过程,空泡计算结果与试验做了详细对比,发现LES湍流模型的计算结果与实验结果吻合较好,能较为完整的显示片空泡的脱落过程。研究了来流速度和模型尺度的变化对片空泡产生的影响,发现速度对初始片空泡数基本无影响,而模型尺度对片空泡的形成和发展有影响,但该影响并不大。在此基础上推导了新的初始片空泡数的尺度效应公式。     

三维水翼片空泡尺度效应研究

针对三维水翼的片空泡尺度效应问题,建立LES湍流模型对三维水翼的片空泡生成情况进行计算研究。模拟了片空泡在一个周期内的生成和脱落过程,空泡计算结果与试验做了详细对比,发现LES湍流模型的计算结果与实验结果吻合较好,能较为完整的显示片空泡的脱落过程。研究了来流速度和模型尺度的变化对片空泡产生的影响,发现速度对初始片空泡数基本无影响,而模型尺度对片空泡的形成和发展有影响,但该影响并不大。在此基础上推导了新的初始片空泡数的尺度效应公式。