恶劣海况中大外飘型舰船的总载荷颤振响应分析

[目的]舰船遭遇恶劣海况时艏部砰击会激起船体梁颤振响应，威胁到总纵强度的安全。砰击颤振弯矩与船体刚度和外飘构型相关，但不同船型结构布置和型线差异大，有必要针对大外飘型舰船开展颤振响应分析。[方法]首先，采用COMPASS-WALCS-NE势流时域水弹性方法预报设计海况下的船体梁总载荷，并与分段自航模试验对比验证；然后，再提取艏部砰击合力、典型时刻的船体运动状态和船体梁总载荷响应的时历曲线，通过分析波浪载荷高低频分量的相位差异，研究船舯砰击弯矩与艏部砰击合力的关联性；最后，围绕船体主要设计参数进行敏感度分析。[结果]在设计海况艏部入水时，其砰击合力出现了2次峰值，分别对应于底板和外飘区域的大面积触水过程；颤振弯矩主要由艏部外飘砰击引起，受力面积大，合力距离船舯远，导致砰击弯矩达到了波浪弯矩的同等幅值；大外飘型舰船的砰击弯矩对波高变化最为敏感。[结论]对于大外飘型舰船的总纵强度评估应考虑砰击颤振的影响，对于中垂砰击弯矩需要直接与静水成分、低频的波浪成分叠加，而中拱砰击弯矩应考虑阻尼耗散，可先折减再叠加。