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顶浪、斜浪中复合材料双体艇艇体结构耦合响应数值分析李尧;林少芬;陈清林【摘要】采用流固耦合（Fluid-Structure Interaction，FSI）的艇体波浪载荷和结构响应的数值分析方法，对顶浪、斜浪中复合材料双体艇结构的动态响应进行研究。
分别建立了完整的复合材料艇体有限元模型以及流场模型，基于数值水池造波技术，通过计算获得了顶浪、斜浪中复合材料艇体结构的时域动态响应结果，选取高应力梯度区域，通过网格加密重构同时获得了复合材料的层间应力。
选取具有代表性的前10大等效应力与内外面板最值主应力，在将 FSI与传统基于经验公式的有限元法（Finite Element Method，FEM）的结果对比中发现，FSI中拱、中垂的计算结果更接近于 FEM弯扭组合工况，而采用《钢制双体船直接计算指南》计算复合材料双体艇时，所用经验公式的顶浪航行波浪载荷计算值偏小。
%Fluid-structure interaction method (FSI) has been used, researching on the dynamic response of thecata-maran composite structures in head and oblique waves. The whole 3D composite model of catamaran and a numerical wave tank are constructed, based on numerical wave tank technology, dynamic response results of composite catamaran structures in head and oblique waves are carried on. Areas with high stress gradient is chosen and developed with refined mesh.,inter-laminar stresses distribution are then determined. Furthermore, top 10 von-mises and Max/Min. principal stress of the whole yacht are selected as comparative objects, comparing the results of the Fluid-Structure Interaction method (FSI) with finite element method (FEM) ones, it finds that the results from hogging, sagging conditions of FSI are much closer to acombina-tion ofbending and torsion conditions of FEM. It is also found that, using the direct calculation method for the steelcata-maran to calculate the composite one in the paper under the head wave will lead to a relatively smaller calculation result.【期刊名称】《舰船科学技术》【年(卷),期】2016(038)010【总页数】5页(P41-45)【关键词】耦合响应;复合材料双体艇;数值水池技术;顶浪;斜浪;主应力【作者】李尧;林少芬;陈清林【作者单位】广东海洋大学工程学院，广东湛江524000;集美大学轮机工程学院，福建厦门 361021;集美大学轮机工程学院，福建厦门 361021【正文语种】中文【中图分类】U661.43流固耦合法（FSI）主要研究两相介质间的相互作用，其在航空航天、水利、建筑、海洋、生物等领域都有重要应用[1]。
基础科技22 船舶物资与市场0 引言一般来说，双体船由于片体之间流体相互作用会使其遭受的波浪载荷发生变化，其横向载荷如横向弯矩、扭矩等对双体船尤为重要，直接影响双体船的横向强度。
虽然国际上主要船级社均已给出了双体船的波浪载荷计算公式，但是人们对双体船波浪载荷的研究还不充分，相应的规范设计方法也不成熟，不同船级社给出的相同船舶的设计载荷之间的差别比较明显，给双体船结构强度评估带来困惑。
中国船级社（China Classification Society ，CCS ）钢制海船入级规范对于具有以下特征的双体客船、公务船，可按经验公式计算连接桥总横弯矩、总横扭矩、垂向剪力，亦可采用直接计算法确定上述载荷。
L ≤60 m ，L /D ≤15，B /D ≤3.5，b 1/B ≤0.4式中：L 为船长，m ；B 为船宽，m ；D 为型深，m ；b 1为连接桥宽度，m 。
本文选取3艘双体客船，采用DNV-GL Sesam 软件下的Wadam 模块进行波浪载荷预报，用以对比波浪载荷直接计算与CCS 钢制海船入级规范[1]回归公式的区别。
1 计算方法及相关软件介绍在船舶与海洋工程领域，目前最常用的水动力分析方法有Morison 公式、切片理论以及三维面元法（三维辐射绕射理论）。
在进行水动力分析时，通常按照构件与波长的相对大小将构件分为小尺度结构物与大尺度结构物。
对于大尺度结构物，惯性力和绕射为为主要分量，此要要采用辐射绕射理论进行求解。
Wadam 为DNV-GL 旗下Sesam 软件中基于绕射理论与Morison 公式，可以对任意形状的固定式或浮动式结构物进行双体船波浪载荷预报与规范计算对比分析欧书博1，孙元璋1，岳兴华2（1.招商局金陵船舶（威海）有限公司，山东 威海 264200；2.中国船级社大连分社，辽宁 大连 116013）摘 要 ：应用DNV-GL Sesam 软件对3艘双体船进行波浪载荷预报，以对比双体船连接桥总横弯矩、总横扭矩、垂向剪力规范值与预报值的区别。
内河大型双体客船波浪载荷试验及仿真预报
肖曙明;王娜;陈志飚;刘敬喜;杨鹏
【期刊名称】《船海工程》
【年(卷),期】2024(53)3
【摘要】针对某内河大型双体客船,开展波浪载荷的模型试验和仿真预报研究。
建立双体船波浪载荷预报的水动力仿真分析模型,获得双体船的垂荡、横摇、纵摇等运动响应特性,以及剪力、弯矩、转矩等波浪载荷沿船长方向的分布特征,研究航速对波浪载荷的影响规律。
设计加工双体船缩尺模型,开展了波浪不同波长和浪向角下的载荷试验研究,并将仿真结果、试验结果进行比较,吻合较好。
【总页数】6页(P37-42)
【作者】肖曙明;王娜;陈志飚;刘敬喜;杨鹏
【作者单位】中国船级社武汉规范所;船舶和海洋工程水动力湖北省重点实验室【正文语种】中文
【中图分类】U661.7
【相关文献】
1.大型内河客船双向V型双艉轴架及其船台安装
2.大型集装箱船在波浪中的运动和波浪载荷预报
3.内河双尾客船航速简易预报方法
4.超大型集装箱船非线性波浪载荷预报
5.大型船舶波浪载荷预报研究
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破损舰船在波浪中的响应预报与试验研究冯乾栋;胡嘉骏;张凡;耿彦超【摘要】Aimed at studying the responses of damaged vessels in waves, intact and damaged vessel models′tests were carried out. Numerical predictions to the responses of intact and damaged vessels in waves were made by using 3D linear potential theory in frequency domain. Numerical predictions match the results of models tests well, verifying the prediction theory. Finally, the influence of damage to the vessel′s responses in waves was analyzed by comparing the responses with the intact vessel′s.%为研究舰船破损后在波浪中的响应，开展舰船在完整正浮状态以及破损后倾斜状态的模型试验。
基于三维线性势流理论，使用三维频域方法对模型破损前后的响应做数值预报。
与试验结果相比，数值预报结果符合较好，验证了预报方法的合理性。
最后，通过与该舰船模型破损前的响应结果对比，研究分析破损对舰船在波浪中响应的影响。
【期刊名称】《舰船科学技术》【年(卷),期】2014(000)011【总页数】4页(P29-32)【关键词】破损舰船;模型试验;三维频域方法【作者】冯乾栋;胡嘉骏;张凡;耿彦超【作者单位】中国船舶科学研究中心，江苏无锡214082;中国船舶科学研究中心，江苏无锡214082;中国船舶科学研究中心，江苏无锡214082;中国船舶科学研究中心，江苏无锡214082【正文语种】中文【中图分类】U661.32虽然航海技术不断进步，由于搁浅、碰撞等意外情况，舰船仍然难免面临着出现结构破损导致海水淹舱的危险。
一种高速双体船耐波性的快速预报方法
许勇;董文才
【期刊名称】《船舶力学》
【年(卷),期】2014(000)006
【摘要】文章以三维面元法为基础，开发了一套求解高速双体船在波浪中运动时
耐波性的预报程序。
该程序以三维移动脉动源格林函数为边界积分方程的基本内核，并根据该函数的对称特性及双体船辐射-绕射波的基本传播特征，采用三种方法来
改进耐波性预报时的计算效率。
以两条刘易斯船组成的双体船为计算对象，采用该程序求解了该船的水动力及运动响应，并和试验结果及未改进方法的预报结果进行了比较。
分析表明文中方法的预报结果和试验结果吻合良好，且预报精度和未改进方法预报精度相当，而计算效率可达到未改进方法的2.9~4倍。
因此该程序可作
为高速双体船耐波性快速预报的有效方法。
【总页数】18页(P644-661)
【作者】许勇;董文才
【作者单位】海军工程大学舰船工程系，武汉430033;海军工程大学舰船工程系，武汉 430033
【正文语种】中文
【中图分类】U661.32
【相关文献】
1.穿浪船型对高速双体船耐波性的改进 [J], 马涛;明通;马如仁
2.小水线面双体船耐波性预报 [J], 陈锐;谢伟
3.穿浪双体船耐波性能预报方法研究 [J], 邓爱民;马骏
4.基于STAR CCM+的高速双体船航态与阻力性能预报方法研究 [J], 陈涛; 崔健; 陆泽华
5.一种高速双体船的阻力快速预报方法 [J], 杜庆森;李文强
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两船在波浪载荷作用下的运动响应分析
陈明明;王志东;杨爽;吴贺贺
【期刊名称】《中国舰船研究》
【年(卷),期】2012(007)002
【摘要】基于波浪辐射/绕射理论,利用水动力分析软件AQWA研究两船在波浪作用下的运动响应特性,给出驳船受浮式生产储油船(FPSO)影响时的附加质量和辐射阻尼,分析了驳船的漂移力和运动响应.计算结果表明,当两船间距为5m时驳船的附加质量比间距为10m时的值大2倍多,驳船的附加质量和阻尼随着间距的减小逐渐增大;在间距30 m时,驳船的速度越小所受的漂移力就越大,并且驳船的横摇和首摇运动就越剧烈.
【总页数】5页(P24-28)
【作者】陈明明;王志东;杨爽;吴贺贺
【作者单位】江苏科技大学船舶与海洋工程学院,江苏镇江212003;江苏科技大学船舶与海洋工程学院,江苏镇江212003;江苏科技大学船舶与海洋工程学院,江苏镇江212003;江苏科技大学船舶与海洋工程学院,江苏镇江212003
【正文语种】中文
【中图分类】U661.3
【相关文献】
1.两圆柱体在波浪载荷作用下的运动响应分析 [J], 陈明明;王志东;杨爽;吴贺贺
2.大范围变速运动时变冲击面载荷作用下板架结构冲击响应分析 [J], 陈志坚;艾海
峰
3.波浪、海流载荷作用下导管架平台的结构响应分析 [J], 李世龙;吴家鸣
4.随机波浪载荷作用下深水自升式海洋平台动力响应分析 [J], 嵇春艳;刘聪
5.运动载荷作用下弹性地基简支矩形板的动力响应分析 [J], 郑小平;王尚文
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船舶在斜浪规则波中的载荷响应分析
焦甲龙;任慧龙;于海成
【期刊名称】《上海交通大学学报》
【年(卷),期】2016(50)3
【摘要】为了研究大型船舶在斜浪中的水弹性效应及波浪载荷特征,选取矩形管状和圆形管状的组合梁作为分段模型载荷试验的龙骨梁,并合理设计组合管状龙骨梁,以保证模型垂向弯曲刚度和扭转刚度的纵向分布与实船相似.通过对分段模型在拖曳水池中不同航速、航向和海况下的规则波试验结果分析表明,分段模型能够较好地模拟船体弹性效应.同时,基于三维非线性水弹性理论对船舶在典型工况下的载荷响应进行了数值预测,与试验结果的对比表明,所用数值方法可以准确地计算大型船舶的波浪载荷.
【总页数】6页(P407-412)
【关键词】波浪载荷试验;龙骨梁模型;分段模型试验;水弹性理论
【作者】焦甲龙;任慧龙;于海成
【作者单位】哈尔滨工程大学船舶工程学院
【正文语种】中文
【中图分类】U661.73
【相关文献】
1.规则斜浪中船舶多自由度耦合的参强激励横摇 [J], 周光耀;唐友刚
2.斜浪群波中船舶复原力和参数横摇研究 [J], 鲁江;马坤;黄武刚
3.三体船在迎浪不规则波中的运动和载荷试验研究 [J], 唐浩云;任慧龙;李辉;仲琦
4.斜浪长峰不规则波中船舶复原力变化计算 [J], 鲁江;马坤;黄武刚
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双体船波浪载荷测试技术研究双体船是现代船舶中一种广泛应用而备受关注的船型，其主要特点是船身中央分隔成两个几乎对称的船体，具有良好的稳定性和抗风浪性能。
在海上工作和运输过程中，双体船必须面对着极具挑战的海浪环境，其中波浪载荷成为了一个非常重要的研究课题。
本文旨在就双体船波浪载荷测试技术进行探讨和研究。
一、波浪载荷的特点波浪载荷是指海浪在船舶上的作用力，常常发生在双体船船体中心处。
波浪载荷受到海浪波动频率、波高、波长、入射角等多种因素的影响，其特点包括：1、波浪载荷受到波浪入射角的影响非常明显。
如果船只前进方向与波浪入射角垂直，则波浪载荷最小；如果前进方向与波浪入射角保持一定角度，则波浪载荷最大。
2、波浪载荷的幅值与海浪能量的分布有很大关系。
在海浪能量大的区域内，波浪载荷通常比较集中；在海浪能量小的区域内，波浪载荷则比较小。
3、波浪载荷是一个动态载荷，它随着船体的运动而不断变化。
因此，进行波浪载荷测试需要采用较高的采样频率。
二、波浪载荷测试技术基于以上对波浪载荷的描述，可以看出波浪载荷测试是一项非常有挑战性的工作。
其中最具代表性的测试方法包括：1、数值计算方法数值计算方法是在线性场合下比较实用的方法，其原理是基于有限元方法和计算流体力学理论，通过运用数值计算的手段分析和计算波浪载荷的分布和变化规律。
数值计算方法的优点是可以对多个因素进行考虑，可以在计算中增加或删除特定的因素，更加方便，而且可以进行多次的计算和比较，帮助人们更好地理解波浪载荷的规律。
缺点是计算速度较慢，需要一定的计算资源，并且只能在推演分析中得到结果，无法得到实际数据的支持。
2、物理试验方法物理试验方法是通过在模型实验装置中模拟实际波浪环境，并通过测量设备对模型进行测试从而得出波浪载荷的数据。
物理试验方法的优点是最接近实际情况，可以得到更加准确和可靠的数据，另外通过对模型实验技术的改进和创新，可以获得高质量的试验数据，不断推动科学技术的发展。
斜上坡和斜下坡地形条件下浮体波浪载荷的对比分析研究伏耀华;张可成;赵亮;刘晓雷
【期刊名称】《船舶力学》
【年(卷),期】2022(26)11
【摘要】岛礁附近或者近岸海域,在大多数情况下不再满足平坦海底假设,高低不平的海底对浮体的波浪载荷干扰不可忽略。
斜坡式地形是对海底轮廓的一种合理假设,但现有文献中主要考虑斜上坡式地形,尚未见到关于斜下坡地形对浮体波浪载荷影响的研究。
鉴于上述原因,本文采用台阶近似法(step approximation method,SAM)和二维Rankine源方法(2D Rankine source method,RSM2D)建立斜坡海底条件下浮体二维水动力数值模型(SAM-RSM2D),开发对应的软件程序,其中台阶近似法能够求解斜底上的入射波浪速度势,二维Rankine源方法可以考虑绕射问题中波浪-浮体-海底的交互作用。
通过对比斜上坡、斜下坡和平底地形条件下的浮体波浪激励力和激励力矩发现,斜上坡和斜下坡对浮体波浪载荷的作用规律差异显著。
【总页数】11页(P1657-1667)
【作者】伏耀华;张可成;赵亮;刘晓雷
【作者单位】上海船舶运输科学研究所;中国舰船研究设计中心;上海海事大学海洋科学与工程学院
【正文语种】中文
【中图分类】TV131.2
【相关文献】
1.高速双体船斜浪中运动响应及连接桥波浪载荷预报
2.斜齿轮与斜齿轮轴的三维参数化建模及其接触分析研究
3.上坡、下坡、水平三种短跑模式的运动学及姿态特征对比研究
4.斜波中的船体运动,波浪载荷在时域中的非线性数值计算方法的研究
5.基于蒙特卡洛模拟的井眼轨迹测斜计算方法对比分析研究
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高速船波浪增阻数值预报方法研究段文洋;王瑞锋;马卫星;马山【摘要】海洋气象因子fw是国际海事组织（IMO）提出的EEDI计算公式中的重要成分，而船舶波浪增阻是决定fw的关键，由于国际上关于高速船波浪增阻预报方面的研究很不完善，为此文章基于二维半理论求解水动力和运动响应，利用几种不同方法对波浪增阻进行计算，并与模型试验结果相比较，在此基础上，推荐了一种适合计算高速船波浪增阻的方法。
%The wave added resistance is one important part of ocean factor fw in EEDI formula presented by IMO. At presently the wave added restistance research on high speed ships is relatively few. In this paper, the hydrodynamic forces and ship motion response in waves are predicted by using 2.5D theory. On the ba-sis of ship motions, the waved added resitatnce is predicted by using several methods and compared with available model tests data. Based on comparisons, one numerical methods to predict wave added resistance on high speed ships is recommended.【期刊名称】《船舶力学》【年(卷),期】2014(000)010【总页数】9页(P1175-1183)【关键词】波浪增阻;二维半理论;势流;耐波性;高速船【作者】段文洋;王瑞锋;马卫星;马山【作者单位】哈尔滨工程大学船舶工程学院，多体船技术国防重点学科实验室，哈尔滨150001;哈尔滨工程大学船舶工程学院，多体船技术国防重点学科实验室，哈尔滨150001;哈尔滨工程大学船舶工程学院，多体船技术国防重点学科实验室，哈尔滨150001;哈尔滨工程大学船舶工程学院，多体船技术国防重点学科实验室，哈尔滨 150001【正文语种】中文【中图分类】U661.3增阻是船舶耐波性研究的重要内容之一，尤其近年来随着国际环保压力的不断增大，世界所有新造船舶及在航船舶都将受到严格的温室气体排放标准限制，这使得准确预报增阻成为船舶设计建造中的重要问题。
