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中国造船 2023年第1期64卷 224-235页

作者：卜淑霞张培杰辜坚顾民中国船舶科学研究中心深海技术科学太湖实验室水动力学重点实验室无锡214082

针对船体破损后舱室进水引起的内外水体流动及船舶运动特性变化,提出了一种基于势流理论的破损船舶运动快速预报方法,借助修正的伯努利方程处理破损口处的进出水,通过瞬时湿表面积分获得破损船舶所受的水动力。以ITTC破损流动标模为对象... 详细信息

针对船体破损后舱室进水引起的内外水体流动及船舶运动特性变化,提出了一种基于势流理论的破损船舶运动快速预报方法,借助修正的伯努利方程处理破损口处的进出水,通过瞬时湿表面积分获得破损船舶所受的水动力。以ITTC破损流动标模为对象,研究了该预报方法在舷侧破损和底部破损两种工况下的适用性。结果表明,论文提出的破损船舶运动预报方法能较为准确地预报船舶运动及透气舱室中的破损流动,但对气密舱室中破损流动的预报精度有待提高,后续模型将进一步考虑气体压缩性引起的舱室压力变化。

关键词：舷侧破损底部破损破损流动势流理论

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基于典型碰撞破损下的船舶剩余强度评估

基于典型碰撞破损下的船舶剩余强度评估

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作者：刘兰轩大连海事大学

学位级别：硕士

近年来,由于世界贸易量的增加,海上的营运船只增多,船舶发生碰撞事故的可能性也有所增加,而船舶在遭受碰撞事故后的承载能力会显著下降。因此,为了保证船舶发生破损后船员和救援人员能够及时做出正确的判断,避免造成更大的财产损失、人... 详细信息

近年来,由于世界贸易量的增加,海上的营运船只增多,船舶发生碰撞事故的可能性也有所增加,而船舶在遭受碰撞事故后的承载能力会显著下降。因此,为了保证船舶发生破损后船员和救援人员能够及时做出正确的判断,避免造成更大的财产损失、人员伤亡以及避免货物泄露等对环境造成污染,需要基于碰撞损伤对船舶的剩余强度进行研究。对破损船体剩余强度的研究分为确定破损模式、破损后载荷以及船体结构剩余强度三个方面。而船体破损后的剩余承载能力不仅影响到其船体结构生命力,还涉及到判断其破损后是否能继续承载、在救援过程中能否满足安全要求,不发生断裂以及倾覆等危险情况。因此,对船体剩余承载能力的研究显得尤为重要。本文主要研究船体破损后的浮态和外载荷以及完整舱段模型的极限强度和典型碰撞破口下不同破口参数对船舶破损后的剩余强度影响的问题,包含以下内容:1.对船舶碰撞过程中可能遭受的结构损伤形式进行分析,基于静力学中的浮态计算理论以及符拉索夫计算方法,确定计算散货船在完整以及五个舱室及相应一侧压载水舱分别破损工况下的不同浮态参数,进而确定其不同工况下的静水剪力、静水弯矩再与波浪剪力、波浪弯矩进行叠加,最终得到计算散货船在6种工况下的剪力极值以及弯矩极值,并定义危险破损工况为实船有限元计算提供支持。2.阐述了船体极限强度的理论基础、计算方法以及本文应用的有限元法中的弧长法,基于船体梁的弯矩曲率曲线,运用非线性有限元软件对计算散货船的1/2+1+1/2舱段进行模型建立及极限弯矩的确定,得到其中拱状态下完整模型的极限承载能力。3.依据实际船舶破损情况以及规范对舷侧破口的要求,提出4类对船舶剩余承载能力有影响的破口工况,包含破口位置、破口形状、破口大小以及破口深度,最终计算出10种不同破口参数下的舱段剩余极限承载能力,为校核极限强度指标的计算提供数据支持。4.根据规范计算该散货船的剖面模数以及设计载荷,并分别校核完整及10种破口工况下的舱段强度,包含:设计安全裕度、剩余强度因子。此外根据船体梁外载荷与极限弯矩的比值校核了8种破口工况。并依据10种破损工况的弯矩极值,总结出三种危险破口形式并因此得到结论,为船舶发生碰撞事故时能够快速做出判断,达到减少财产损失以及避免船舶结构损伤情况进一步加重的研究目的。

关键词：舷侧破损剩余强度极限强度非线性有限元破口参数

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计及复杂流动的破损船舶运动预报方法

计及复杂流动的破损船舶运动预报方法

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第十六届全国水动力学学术会议暨第三十二届全国水动力学研讨会

作者：卜淑霞闫岱峻湛俊华顾民鲁江中国船舶科学研究中心水动力学重点实验室

本文重点研究了波浪中计及复杂流动的破损船舶时域运动预报方法。首先,基于修正的伯努利方程,考虑了波浪对破口处进出水速率的影响,修正了前期形成的破损流动预报模型;然后,将破损船舶舱室内的进水与船体组成一个多刚体质量系统,在完整... 详细信息

本文重点研究了波浪中计及复杂流动的破损船舶时域运动预报方法。首先,基于修正的伯努利方程,考虑了波浪对破口处进出水速率的影响,修正了前期形成的破损流动预报模型;然后,将破损船舶舱室内的进水与船体组成一个多刚体质量系统,在完整船舶时域运动方程中实时考虑破损流动对船体固有参数、恢复力等的影响,形成了计及复杂流动的破损船舶运动时域预报方法;最后,以ITTC破损流动标模为对象,验证了该预报方法对舷侧破损工况的可靠性。研究表明,本文采用的时域预报方法可以准确地预报破损流动的过程以及破损船舶的时域运动,且波浪会对破口处的进出水速率产生较大的影响。

关键词：破损流动破口处进出水舷侧破损质点轨迹法

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破口参数对破损船舶进水过程的影响

破口参数对破损船舶进水过程的影响

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第三十三届全国水动力学研讨会

作者：卜淑霞郝寨柳张培杰顾民中国船舶科学研究中心深海技术科学太湖实验室水动力学重点实验室

本研究基于三自由度耦合运动模型和势流理论开展了静水中舷侧破损工况下船舶运动及破损流动的研究,借助修正的伯努利方程处理破损口进出水,并通过瞬时湿表面积分获得更为准确的船舶水动力。本研究基于纵摇、垂荡时历曲线定义了特征进水(... 详细信息

本研究基于三自由度耦合运动模型和势流理论开展了静水中舷侧破损工况下船舶运动及破损流动的研究,借助修正的伯努利方程处理破损口进出水,并通过瞬时湿表面积分获得更为准确的船舶水动力。本研究基于纵摇、垂荡时历曲线定义了特征进水(角)速度,基于Sobol序列生成大量破口尺寸参数组,重点关注了破损开口跨越/不跨越水线时特征进水(角)速度随破口参数的变化规律,并通过相关性分析确定了破损船舶进水过程的主要影响因素。结果表明,特征进水(角)速度可以表征进水快慢,其值与破口中心位置无关,而会随着破损开口面积、高度、长度的增加而增加直至稳定,其中水线以下破损开口面积的影响最大。

关键词：破损船舶舷侧破损船舶进水破口尺寸势流理论 Sobol序列

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