超大型双体船运动响应与波浪载荷研究
发布时间：2021-11-09 10:08
本文以1艘船长为170 m的超大型多功能海洋工程双体船为研究对象,基于三维势流理论,对超大型双体船满载状态下匀速航行中的运动响应进行预报,包括在不规则波中的横摇、纵摇、垂荡响应。对船体所受波浪载荷进行短期预报,分析波浪载荷各分量沿船长和船宽方向的分布与变化规律,得到连接桥各纵截面上的波浪诱导载荷的统计值。本文的研究方法为超大型双体船运动响应及波浪载荷研究提供参考,研究结果为超大型双体船结构强度设计优化提供了重要参考依据。
【文章来源】：舰船科学技术. 2020,42(17)北大核心
【文章页数】：6 页
【部分图文】：
-M海浪谱密度Fig.2P-Mwavespectraldensity
为Z轴正方向。2.2计算海况计算海浪选用不规则波，波浪谱采用ITTC推荐的双参数P-M波谱，考虑到船舶的具体航行海区与实际航行情况，有义波高为1.5m，平均过零周期为8s，海浪谱密度曲线如图2所示，具体计算环境条件如表2所示。图2P-M海浪谱密度Fig.2P-Mwavespectraldensity表2环境条件Tab.2Environmentalconditions参数数值满载迁移航速/kn12波谱Pierson-Moskowitz有义波高/m1.5波浪频率/rad·s–10.3332-1.6661波浪方向/（°）0，30，60，90，120，150，1803运动响应频域计算分析3.1水动力系数超大型海洋工程双体船主甲板配备有大型起吊系统，起吊过程中双体船的横摇响应和纵摇响应是关注的重点，也是保证船舶安全作业的重要参考。图3和图4分别为各个浪向下双体船横尧纵摇幅值响应算子。运动幅值响应算子是单位波幅下船体运动响应值。浪向90°时横摇响应最大，在圆频率0.7rad/s时出现峰值；浪向180°时纵摇响应最大，在圆频率0.57rad/s时出现峰值。图3横摇RAOFig.3RollRAO图4纵摇RAOFig.4PitchRAO3.2运动响应谱分析重点对满载迁移工况下的双体船横尧纵摇以及垂荡运动响应进行分析。运动响应谱反映了在规定海况下响应幅值与波浪频率之间的关系，图5为双体船在不同浪向下的横尧纵尧垂荡响应谱变化曲线。运动响应有义值和极值预报反映了超大型双体船在不同海况下运动的剧烈程度，表3和表4为运动响应有义值和极值预报结果。由图5和表3、表4可知，双体船的横摇运动在波浪周期8～10s时比较剧烈，变化幅度较大，最大值出现在横浪时，周期为9.6s，此时角速度、角加速度也最大；纵摇运动在波浪周期为10s时幅值迅速增大，达到极值后迅速减小，在随浪状态下达到最大，此时角速度、角加速度也达到极值，?
为Z轴正方向。2.2计算海况计算海浪选用不规则波，波浪谱采用ITTC推荐的双参数P-M波谱，考虑到船舶的具体航行海区与实际航行情况，有义波高为1.5m，平均过零周期为8s，海浪谱密度曲线如图2所示，具体计算环境条件如表2所示。图2P-M海浪谱密度Fig.2P-Mwavespectraldensity表2环境条件Tab.2Environmentalconditions参数数值满载迁移航速/kn12波谱Pierson-Moskowitz有义波高/m1.5波浪频率/rad·s–10.3332-1.6661波浪方向/（°）0，30，60，90，120，150，1803运动响应频域计算分析3.1水动力系数超大型海洋工程双体船主甲板配备有大型起吊系统，起吊过程中双体船的横摇响应和纵摇响应是关注的重点，也是保证船舶安全作业的重要参考。图3和图4分别为各个浪向下双体船横尧纵摇幅值响应算子。运动幅值响应算子是单位波幅下船体运动响应值。浪向90°时横摇响应最大，在圆频率0.7rad/s时出现峰值；浪向180°时纵摇响应最大，在圆频率0.57rad/s时出现峰值。图3横摇RAOFig.3RollRAO图4纵摇RAOFig.4PitchRAO3.2运动响应谱分析重点对满载迁移工况下的双体船横尧纵摇以及垂荡运动响应进行分析。运动响应谱反映了在规定海况下响应幅值与波浪频率之间的关系，图5为双体船在不同浪向下的横尧纵尧垂荡响应谱变化曲线。运动响应有义值和极值预报反映了超大型双体船在不同海况下运动的剧烈程度，表3和表4为运动响应有义值和极值预报结果。由图5和表3、表4可知，双体船的横摇运动在波浪周期8～10s时比较剧烈，变化幅度较大，最大值出现在横浪时，周期为9.6s，此时角速度、角加速度也最大；纵摇运动在波浪周期为10s时幅值迅速增大，达到极值后迅速减小，在随浪状态下达到最大，此时角速度、角加速度也达到极值，?
【参考文献】：
期刊论文
[1]迎浪规则波中小水线面双体船纵向运动及波浪载荷非线性特性数值分析（英文）[J]. 邓磊,董文才,姚朝帮. 船舶力学. 2017(03)
[2]双体客船波浪载荷及强度计算分析[J]. 陈攀. 船舶工程. 2015(11)
[3]高速双体船斜浪中运动响应及连接桥波浪载荷预报[J]. 耿彦超,顾学康,汪雪良. 船舶力学. 2010(04)
[4]双体船连接桥波浪载荷的试验研究[J]. 毛筱菲. 船海工程. 2003(06)
硕士论文
[1]300kW潮流电站双体船载体设计[D]. 严锋.哈尔滨工程大学 2010
[2]三体船波浪诱导运动及载荷的数值预报研究[D]. 徐伟.上海交通大学 2008
本文编号：3485128
【文章来源】：舰船科学技术. 2020,42(17)北大核心
【文章页数】：6 页
【部分图文】：
-M海浪谱密度Fig.2P-Mwavespectraldensity
为Z轴正方向。2.2计算海况计算海浪选用不规则波，波浪谱采用ITTC推荐的双参数P-M波谱，考虑到船舶的具体航行海区与实际航行情况，有义波高为1.5m，平均过零周期为8s，海浪谱密度曲线如图2所示，具体计算环境条件如表2所示。图2P-M海浪谱密度Fig.2P-Mwavespectraldensity表2环境条件Tab.2Environmentalconditions参数数值满载迁移航速/kn12波谱Pierson-Moskowitz有义波高/m1.5波浪频率/rad·s–10.3332-1.6661波浪方向/（°）0，30，60，90，120，150，1803运动响应频域计算分析3.1水动力系数超大型海洋工程双体船主甲板配备有大型起吊系统，起吊过程中双体船的横摇响应和纵摇响应是关注的重点，也是保证船舶安全作业的重要参考。图3和图4分别为各个浪向下双体船横尧纵摇幅值响应算子。运动幅值响应算子是单位波幅下船体运动响应值。浪向90°时横摇响应最大，在圆频率0.7rad/s时出现峰值；浪向180°时纵摇响应最大，在圆频率0.57rad/s时出现峰值。图3横摇RAOFig.3RollRAO图4纵摇RAOFig.4PitchRAO3.2运动响应谱分析重点对满载迁移工况下的双体船横尧纵摇以及垂荡运动响应进行分析。运动响应谱反映了在规定海况下响应幅值与波浪频率之间的关系，图5为双体船在不同浪向下的横尧纵尧垂荡响应谱变化曲线。运动响应有义值和极值预报反映了超大型双体船在不同海况下运动的剧烈程度，表3和表4为运动响应有义值和极值预报结果。由图5和表3、表4可知，双体船的横摇运动在波浪周期8～10s时比较剧烈，变化幅度较大，最大值出现在横浪时，周期为9.6s，此时角速度、角加速度也最大；纵摇运动在波浪周期为10s时幅值迅速增大，达到极值后迅速减小，在随浪状态下达到最大，此时角速度、角加速度也达到极值，?
为Z轴正方向。2.2计算海况计算海浪选用不规则波，波浪谱采用ITTC推荐的双参数P-M波谱，考虑到船舶的具体航行海区与实际航行情况，有义波高为1.5m，平均过零周期为8s，海浪谱密度曲线如图2所示，具体计算环境条件如表2所示。图2P-M海浪谱密度Fig.2P-Mwavespectraldensity表2环境条件Tab.2Environmentalconditions参数数值满载迁移航速/kn12波谱Pierson-Moskowitz有义波高/m1.5波浪频率/rad·s–10.3332-1.6661波浪方向/（°）0，30，60，90，120，150，1803运动响应频域计算分析3.1水动力系数超大型海洋工程双体船主甲板配备有大型起吊系统，起吊过程中双体船的横摇响应和纵摇响应是关注的重点，也是保证船舶安全作业的重要参考。图3和图4分别为各个浪向下双体船横尧纵摇幅值响应算子。运动幅值响应算子是单位波幅下船体运动响应值。浪向90°时横摇响应最大，在圆频率0.7rad/s时出现峰值；浪向180°时纵摇响应最大，在圆频率0.57rad/s时出现峰值。图3横摇RAOFig.3RollRAO图4纵摇RAOFig.4PitchRAO3.2运动响应谱分析重点对满载迁移工况下的双体船横尧纵摇以及垂荡运动响应进行分析。运动响应谱反映了在规定海况下响应幅值与波浪频率之间的关系，图5为双体船在不同浪向下的横尧纵尧垂荡响应谱变化曲线。运动响应有义值和极值预报反映了超大型双体船在不同海况下运动的剧烈程度，表3和表4为运动响应有义值和极值预报结果。由图5和表3、表4可知，双体船的横摇运动在波浪周期8～10s时比较剧烈，变化幅度较大，最大值出现在横浪时，周期为9.6s，此时角速度、角加速度也最大；纵摇运动在波浪周期为10s时幅值迅速增大，达到极值后迅速减小，在随浪状态下达到最大，此时角速度、角加速度也达到极值，?
【参考文献】：
期刊论文
[1]迎浪规则波中小水线面双体船纵向运动及波浪载荷非线性特性数值分析（英文）[J]. 邓磊,董文才,姚朝帮. 船舶力学. 2017(03)
[2]双体客船波浪载荷及强度计算分析[J]. 陈攀. 船舶工程. 2015(11)
[3]高速双体船斜浪中运动响应及连接桥波浪载荷预报[J]. 耿彦超,顾学康,汪雪良. 船舶力学. 2010(04)
[4]双体船连接桥波浪载荷的试验研究[J]. 毛筱菲. 船海工程. 2003(06)
硕士论文
[1]300kW潮流电站双体船载体设计[D]. 严锋.哈尔滨工程大学 2010
[2]三体船波浪诱导运动及载荷的数值预报研究[D]. 徐伟.上海交通大学 2008
本文编号：3485128
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