本文以1艘船長為170 m的超大型多功能海洋工程雙體船為研究對象,基于三維勢流理論,對超大型雙體船滿載狀態(tài)下勻速航行中的運動響應(yīng)進行預(yù)報,包括在不規(guī)則波中的橫搖、縱搖、垂蕩響應(yīng)。對船體所受波浪載荷進行短期預(yù)報,分析波浪載荷各分量沿船長和船寬方向的分布與變化規(guī)律,得到連接橋各縱截面上的波浪誘導(dǎo)載荷的統(tǒng)計值。本文的研究方法為超大型雙體船運動響應(yīng)及波浪載荷研究提供參考,研究結(jié)果為超大型雙體船結(jié)構(gòu)強度設(shè)計優(yōu)化提供了重要參考依據(jù)。 

【文章來源】：艦船科學(xué)技術(shù). 2020,42(17)北大核心

【文章頁數(shù)】：6 頁

【部分圖文】：

-M海浪譜密度Fig.2P-Mwavespectraldensity

為Z軸正方向。2.2計算海況計算海浪選用不規(guī)則波，波浪譜采用ITTC推薦的雙參數(shù)P-M波譜，考慮到船舶的具體航行海區(qū)與實際航行情況，有義波高為1.5m，平均過零周期為8s，海浪譜密度曲線如圖2所示，具體計算環(huán)境條件如表2所示。圖2P-M海浪譜密度Fig.2P-Mwavespectraldensity表2環(huán)境條件Tab.2Environmentalconditions參數(shù)數(shù)值滿載遷移航速/kn12波譜Pierson-Moskowitz有義波高/m1.5波浪頻率/rad·s–10.3332-1.6661波浪方向/（°）0，30，60，90，120，150，1803運動響應(yīng)頻域計算分析3.1水動力系數(shù)超大型海洋工程雙體船主甲板配備有大型起吊系統(tǒng)，起吊過程中雙體船的橫搖響應(yīng)和縱搖響應(yīng)是關(guān)注的重點，也是保證船舶安全作業(yè)的重要參考。圖3和圖4分別為各個浪向下雙體船橫堯縱搖幅值響應(yīng)算子。運動幅值響應(yīng)算子是單位波幅下船體運動響應(yīng)值。浪向90°時橫搖響應(yīng)最大，在圓頻率0.7rad/s時出現(xiàn)峰值；浪向180°時縱搖響應(yīng)最大，在圓頻率0.57rad/s時出現(xiàn)峰值。圖3橫搖RAOFig.3RollRAO圖4縱搖RAOFig.4PitchRAO3.2運動響應(yīng)譜分析重點對滿載遷移工況下的雙體船橫堯縱搖以及垂蕩運動響應(yīng)進行分析。運動響應(yīng)譜反映了在規(guī)定海況下響應(yīng)幅值與波浪頻率之間的關(guān)系，圖5為雙體船在不同浪向下的橫堯縱堯垂蕩響應(yīng)譜變化曲線。運動響應(yīng)有義值和極值預(yù)報反映了超大型雙體船在不同海況下運動的劇烈程度，表3和表4為運動響應(yīng)有義值和極值預(yù)報結(jié)果。由圖5和表3、表4可知，雙體船的橫搖運動在波浪周期8～10s時比較劇烈，變化幅度較大，最大值出現(xiàn)在橫浪時，周期為9.6s，此時角速度、角加速度也最大；縱搖運動在波浪周期為10s時幅值迅速增大，達到極值后迅速減小，在隨浪狀態(tài)下達到最大，此時角速度、角加速度也達到極值，?

為Z軸正方向。2.2計算海況計算海浪選用不規(guī)則波，波浪譜采用ITTC推薦的雙參數(shù)P-M波譜，考慮到船舶的具體航行海區(qū)與實際航行情況，有義波高為1.5m，平均過零周期為8s，海浪譜密度曲線如圖2所示，具體計算環(huán)境條件如表2所示。圖2P-M海浪譜密度Fig.2P-Mwavespectraldensity表2環(huán)境條件Tab.2Environmentalconditions參數(shù)數(shù)值滿載遷移航速/kn12波譜Pierson-Moskowitz有義波高/m1.5波浪頻率/rad·s–10.3332-1.6661波浪方向/（°）0，30，60，90，120，150，1803運動響應(yīng)頻域計算分析3.1水動力系數(shù)超大型海洋工程雙體船主甲板配備有大型起吊系統(tǒng)，起吊過程中雙體船的橫搖響應(yīng)和縱搖響應(yīng)是關(guān)注的重點，也是保證船舶安全作業(yè)的重要參考。圖3和圖4分別為各個浪向下雙體船橫堯縱搖幅值響應(yīng)算子。運動幅值響應(yīng)算子是單位波幅下船體運動響應(yīng)值。浪向90°時橫搖響應(yīng)最大，在圓頻率0.7rad/s時出現(xiàn)峰值；浪向180°時縱搖響應(yīng)最大，在圓頻率0.57rad/s時出現(xiàn)峰值。圖3橫搖RAOFig.3RollRAO圖4縱搖RAOFig.4PitchRAO3.2運動響應(yīng)譜分析重點對滿載遷移工況下的雙體船橫堯縱搖以及垂蕩運動響應(yīng)進行分析。運動響應(yīng)譜反映了在規(guī)定海況下響應(yīng)幅值與波浪頻率之間的關(guān)系，圖5為雙體船在不同浪向下的橫堯縱堯垂蕩響應(yīng)譜變化曲線。運動響應(yīng)有義值和極值預(yù)報反映了超大型雙體船在不同海況下運動的劇烈程度，表3和表4為運動響應(yīng)有義值和極值預(yù)報結(jié)果。由圖5和表3、表4可知，雙體船的橫搖運動在波浪周期8～10s時比較劇烈，變化幅度較大，最大值出現(xiàn)在橫浪時，周期為9.6s，此時角速度、角加速度也最大；縱搖運動在波浪周期為10s時幅值迅速增大，達到極值后迅速減小，在隨浪狀態(tài)下達到最大，此時角速度、角加速度也達到極值，?

【參考文獻】：
期刊論文
[1]迎浪規(guī)則波中小水線面雙體船縱向運動及波浪載荷非線性特性數(shù)值分析（英文）[J]. 鄧磊,董文才,姚朝幫.  船舶力學(xué). 2017(03)
[2]雙體客船波浪載荷及強度計算分析[J]. 陳攀.  船舶工程. 2015(11)
[3]高速雙體船斜浪中運動響應(yīng)及連接橋波浪載荷預(yù)報[J]. 耿彥超,顧學(xué)康,汪雪良.  船舶力學(xué). 2010(04)
[4]雙體船連接橋波浪載荷的試驗研究[J]. 毛筱菲.  船海工程. 2003(06)

碩士論文
[1]300kW潮流電站雙體船載體設(shè)計[D]. 嚴鋒.哈爾濱工程大學(xué) 2010
[2]三體船波浪誘導(dǎo)運動及載荷的數(shù)值預(yù)報研究[D]. 徐偉.上海交通大學(xué) 2008



本文編號：3485128