基于CFD的风电安装船首部砰击载荷分析

以国内某艘风电安装船为研究对象，基于计算流体动力学（computational fluid dynamics, CFD）在规则波（斯托克斯五阶波）作用下，研究其首部砰击载荷随波浪参数的变化，依据波浪高度与波浪长度不同，设计了3组不同波高和5组不同波长，对15种计算工况进行分析。在船首位置取16个观测点，计算各点处的砰击载荷，对不同波浪参数下的砰击载荷进行研究。计算分析得到：风电安装船作业中，随波高增大，船舶首部砰击载荷也增大，随波长增长，砰击载荷呈先上升后下降的趋势，并且当波长等于船长时，砰击载荷峰值达到最大。船首砰击主要是由船舶在波浪中出水、入水所致，因为距水线面越近的观测点受到的砰击载荷越大，所以需要重点加强距水线面近的船首位置。文中所述方法可为后续风电安装船结构强度设计提供一些有益参考。