基于ABAQUS的船舶搁浅数值仿真研究

船舶搁浅性能研究是船底结构设计的一个重要环节。应用国际上通用的动力有限元程序ABAQUS/EXPLICIT对船舶搁浅动力学过程进行仿真研究。通过系列仿真试验,对不同搁浅位置及摩擦系数的情形下船底结构的搁浅性能,包括结构的损伤变形、搁浅力和能量的吸收分别进行对比和分析,得到一部分重要的结论,为船舶搁浅性能的评估及结构优化设计提供重要依据。     

船舶搁浅研究综述

船舶搁浅事故会引起船体破损、环境污染和人员伤亡等严重后果.本文从船舶搁浅力学、搁浅频率评估和破损船体剩余强度等方面阐述了船舶搁浅领域的研究现状,分析和总结了实船事故调查、试验、数值模拟和简化解析等方法;并对今后的研究提出了建议.     

船舶碰撞和搁浅研究综述

碰撞和搁浅是引发船体破损、环境污染和人员伤亡等灾难的主要原因,本文从船舶碰撞才搁浅力学,破损船体剩余强度,外板破裂准则和耐撞性结构设计等方面阐述了船舶碰撞和搁浅领域的研究现状,分析和总结了实船事故调查,实验和数值模拟等方法,并对今后的研究提出了建议和展望。     

船舶搁浅于刚性斜坡数值仿真的模型化技术

显式非线性有限元分析已逐渐成为研究船舶搁浅问题的重要方法,但其模型化技术是实现数值仿真的关键。本文将搁浅船处理为可变形结构,用弹塑性材料模拟并进行整船建模,斜坡处理为刚体,用刚性材料模拟,船舶与斜坡之间定义为主从接触,船艏定义为自接触。通过仿真计算,获得并讨论了搁浅过程中的船体运动情况、搁浅接触力曲线、能量转化及船舶损伤变形情况。算例表明本文的模型化技术可以用于船舶搁浅的仿真计算。     

高能搁浅下双层底结构的损伤特性研究

船舶搁浅事故会引起船体破损、环境污染和人员伤亡等严重后果.研究船舶搁浅,不仅有利于海上生命安全、防止海洋污染,还可为船体结构的抗冲击设计及规范航运繁忙区域中船舶的航速、操作规程提供一定的依据.本文用数值仿真法研究了船舶高能搁浅中的内部力学问题,分析了典型双层底结构的损伤变形、受力和能量耗散等结果,提出了一种新式的抗搁浅YF双层底结构,并与原结构进行了比较.研究表明,损伤变形集中于结构与礁石相接触的区域,高能搁浅内部力学问题的研究可以主要考虑局部的船体结构;肋板的存在显著增加了船底结构的抗搁浅能力;高能搁浅过程中,由于垂直方向的接触力,礁石对双层底的垂向贯入量会略有减小;当纵桁远离搁浅区域时,它的吸能能力无法发挥,抗搁浅作用很弱;YF双层底结构比原结构具有更大的吸能能力和抗搁浅力.     

船舶双层底结构与台形礁石碰撞能量及搁浅阻力分析

提出一套基于双层底油轮搁浅于台型礁石场景下的结构损伤变形非线性机理模型和解析计算方法,并通过数值仿真计算验证该机理模型和解析方法的准确性。在整合双层底板材变形解析计算模型和加强筋变形解析计算模型的基础上,提出的结构变形机理模型能够同时考虑船底板材和加强筋的变形模态。以双层底油轮的一个舱段作为研究对象,使用数值仿真软件LS_DYNA在较大的撞深和礁石倾角变化范围内进行仿真计算,并进行比较。研究结果表明该解析计算模型的总变形能和平均水平搁浅阻力与数值结果吻合得较好,从而验证了机理模型和解析计算方法的可靠性。研究成果可以方便地应用到双层底船舶搁浅场景的结构性能快速预报,以及船舶耐撞性能结构设计中。     

船舶搁浅研究的现状与趋势

船舶搁浅会引发船体破损、环境污染和人员伤亡等灾难。本文从船舶搁浅力学、搁浅频率评估和破损船体剩余强度等方面阐述了船舶搁浅领域的研究现状，分析和总结了试验、数值模拟和实船事故调查等方法，并对今后的研究提出了建议和展望。     

碰撞、搁浅破坏下油船风险评估研究综述

综述了碰撞和搁浅破坏下油船风险评估的研究现状,分析和总结了研究的方法和流程,指出了碰撞和搁浅破坏下油船风险评估的研究热点和发展趋势。     

船舶搁浅于台型礁石场景极限强度解析预报方法

针对双层底油轮搁浅于台型礁石的事故场景,通过对船底构件结构损伤机理的分析,提出一套结合船底结构损伤程度推算方法和Smith方法,评估损伤后船体剩余极限强度的解析计算预报方法。研究中应用数值仿真技术,模拟了船舶搁浅过程中的结构损伤及搁浅后船体极限承载过程,并与解析预报方法的结果进行了对比。结果表明,文中提出的对搁浅损伤后船舶剩余强度的解析预报方法准确性较好,对船舶双层底耐撞性结构设计和安全性评估都有一定的指导意义。     

船舶搁浅、触礁的海事分析

归纳并分析了船舶搁浅与触礁的主客观原因,进而提出了一些建议.     

船底座礁实验数值模拟中选择参数影响研究

非线性有限元方法是分析船舶碰撞和搁浅问题的一个强有力工具,但是数值模拟结果的可靠性很大程度上依赖于对工程问题的恰当处理和有限元软件中主要参数的准确控制.本文以某单壳船底结构准静态座礁实验结果为例,用非线性有限元软件LS-DYNA进行数值模拟,研究了下列选择参数对单壳船底结构抗撞性的影响:边界条件;船底结构的材料模型;壳单元类型;船底结构与礁石模型之间的摩擦系数;船底结构的残余应力.通过比较计算结果的碰撞力曲线,能量吸收曲线来评价这些参数对数值模拟的影响并给出了一些建议.     

大型邮轮耐波性能数值与试验研究

大型邮轮乘员多达几千人,其运营安全性及乘坐舒适性至关重要,有必要对其耐波性能开展针对性研究。本文以数值模拟与模型试验相结合的方法研究某大型邮轮的相关耐波性能,数值计算应用三维线性时域势流理论,试验模型为1∶55缩尺比制作的水面自航模型。首先对比分析邮轮计算结果与试验数据,验证研究方法的可靠性,然后进一步依据相关耐波性衡准评估了邮轮在不同航速、浪向、海况下邮轮的安全性与舒适性。结果表明:大型邮轮在5级及以下海况可满足舒适性标准,在更高海况下须避免在浪向30°及90°条件下航行;在6级海况、航速不超过15 kn时,大型邮轮安全性与舒适性亦符合标准。     

典型补给油船抗冲击性能研究

基于通用仿真软件,对某油船进行了远场水下爆炸的动响应分析。研究了药包沿船长方向分布、沿水深分布和不同攻角对船体结构的影响。可以看出,中远场水下爆炸对油船的冲击响应,主要表现为总体响应,局部效应并不明显;爆距对冲击响应有很大的影响,而在远场爆炸时攻角对其影响不明显,随着爆距的增加,船体结构响应逐渐减小;武器的毁伤效应对船体外板影响最为显著,随着能量在船体内的传播,到主甲板时迅速衰减。通过进行计算分析得出了一些结论,为油船的设计及建造提供参考。     

不同加载方式下真空加固吹填软土的现场试验与数值模拟*

吹填软土在真空负压作用下发生排水固结时,其强度和变形特性与真空负压的加载方式关系密切。首先对吹填软土进行了真空预压现场加固试验,通过对地表沉降、真空度跟踪监测,研究并比较不同负压加载方式下地基沉降规律及加固效果;然后采用FLAC3D建立三维弹塑性数值模型,对软土地基采用不同加载方式进行数值模拟,并与现场试验的实测数据进行对比,深入探讨加载方式对软土地基固结影响的细观机理。研究结果表明：采用真空预压法加固吹填软土地基时,慢速加载方式比瞬时加载方式更有利于土体的加固,建议在实际工程中采用分级加载方式施加真空荷载。     

Investigation on structural performance predictions of double-bottom tankers during shoal grounding accidents

An investigation is carried out in this paper for the predictions of structural performance of double-bottom tankers during ship grounding over the “shoal” type seabed obstacles. Hong and Amdahl developed a simplified analytical model for the unstiffened double bottom. This method is carefully studied, verified and then used as the first stage of our prediction. The second stage is concerned with stiffeners since stiffeners are indispensable components for double-bottom tankers. A prevailing way to handle is to smear stiffeners onto their attached plating known as the smeared thickness method. However, the effective ratio in this method is dubious in such shoal grounding accidents. Proper values of this parameter are determined in stage two, and then together with the method in stage one, constitute a reliable and efficient tool for structural performance predictions of double-bottom structures in shoal grounding accidents.A double-bottom tanker is chosen as object for the case study. Finite element models of the hold both stiffened and unstiffened are created for numerical simulations using the LS_DYNA software. Simulation cases cover a wide range of slope angles of the indenter and indentations. Numerical results show that Hong and Amdahl's model in stage one is capable of predicting energy dissipation with high precision but poor accuracy for grounding resistances, and a possible reason may be the neglect of vertical resistance. The updated smeared method proposed in stage two is also proved to be capable of grasping major characteristics of stiffeners. Results and conclusions drawn from this paper can be conveniently applied for assessments of the performance of ship double-bottom structures during shoal sliding grounding scenarios, and will benefit the application of accidental limit state design concept in the ship design stage.     

半刚性水泥搅拌桩软基加固三维数值模拟

半刚性水泥搅拌桩加固处理的海堤软基沉降计算等问题基本以复合地基法为主。为对比分析复合指标与实体桩计算结果的差异,结合某斜坡式海堤工程实例,以岩土有限元软件PLAXIS 3D作为分析平台,分别采用实体桩及复合指标建立水泥搅拌桩海堤软基加固稳定性分析的空间弹塑性有限元数值模型。结果表明,实体桩模型能够较清晰地模拟出桩间土体的"土拱"效应、桩头平面处桩土间的沉降差,以及水泥搅拌桩对于桩间土体的"约束"作用,更为真实地反映软土地基的位移及应力分布情况。分析成果对类似工程以及半刚性桩加固处理软基的数值模拟计算具有一定的参考意义。     

作业状态下铺管船托管架联合体的水动力性能研究

本文将铺管船托管架联合体为研究对象,对100%装载铺管和10%装载铺管两个极限工况进行数值模拟计算。以此为数据基础,对铺管船铺管作业期间多个浪向下的水动力性能进行研究。通过多海况多浪向下的船舶运动计算结果对比,详细分析托管架对铺管船水动力性能的影响。结果托管架对于船体的垂荡运动的影响较大,并随浪向的变化而不同。且加装托管架后,船体的横摇运动大幅减弱。     

基于Matlab油船意外泄油性能的程序设计

基于概率方法的意外泄油性能参数计算是2010年1月1日及以后新造船破舱稳性需要评估的性能之一,满足一定的衡准要求方可。根据油船的分舱分别进行船底破损概率和船侧破损概率的插值,然后按照一定的公式求出船底破损后与船侧破损后的泄油量的加权之和,即意外泄油性能参数。由于手工计算费时费力,文章基于Matlab平台,开发了意外泄油性能参数的自动计算程序模块。计算结果与文献结果相比较,证明了本程序的计算精度,具有较好的工程实用价值。     

船舶全电力推进系统的适装性初步分析

通过油船和车客渡船的电力推进系统的应用分析,展示该项技术在两类船型中的应用优势,认为全电力推进是船舶向更高效、更安全方向发展的一部分,随着推进器和推进电机技术的成熟,必将进一步降低电力推进的初投资,其应用会越来越广泛。     

水橇参数对水橇降载性能的影响研究

文章利用MSC.Dytran的一般耦合法对水上飞机有无水橇时着水运动过程进行仿真,并将仿真结果与相关试验值进行对比以验证方法的有效性。采用该方法研究了水橇参数对水橇降载性能的影响规律,研究表明,水橇降载性能受水橇长宽比、水橇静负荷系数、水橇底部斜升角等参数的影响。研究表明在一定的合理范围内水橇长宽比增加可增大其降载效果;水橇静负荷系数减小,水橇的降载效果增加;水橇底部斜升角控制在15°~20°之间,可使水橇的降载率达30%以上。