自由液面对船舶安全的影响及其对策

为了避免自由液面对船舶的安全构成威胁，结合有关的沉船事故，分析了自由液面产生的原因、自由液面对船舶初稳心高度、船舶大倾角稳性进而对船舶安全的影响，并提出了控制船舶自由液面的措施和保证船舶航行安全的操船注意事项，供船舶驾驶人员操船时参考．     

有限液深下弹性侧壁液舱内晃荡共振特性实验研究

对有限液深下,弹性侧壁矩形液舱内液体晃荡的共振特性进行了物理模型实验研究.通过扫频实验给出了不同液深和激励振幅下舱内液体的最低阶固有频率.自由液面形状和高度经由影像采集与分析系统得到,通过压力和应变采集系统分别得到作用在舱壁上的晃荡压力和舱壁的应变.对有限液深下弹性侧壁液舱内自由液面波形进行了描述,同时在时域和频域范围内对自由液面高度、晃荡压力和结构应变的共振变化特性进行了分析,并且对弹性侧壁液舱内结构应变的时间变化特性和空间分布特性做了进一步的研究和讨论.结果表明:晃荡压力和结构应变波峰处均出现双峰,压力和应变频谱受双峰的影响较大;在顶盖舱壁上,距顶角不远位置处更容易出现较大的应变.     

不同海浪谱激励下矩形液舱内液体晃荡试验研究

在振动台上试验研究了矩形液舱在宽频带Bretschneider谱与窄频带JONSWAP谱分别激励下的随机晃荡自由液面波特性及其对液舱内壁的冲击压力分布规律,并详细讨论了两种海浪谱作用下自由液面高程最大值及动态压力最大值随谱峰周期和有效波高的变化关系.研究发现相同有效波高、谱峰周期条件下,Bretschneider谱激励下的液体晃荡比JONSWAP谱激励下的液体晃荡更为剧烈.自由液面高程频域分析表明两种海浪谱作用下的自由液面波形状主要受液舱最低固有频率调制,晃荡波能量主要集中在液舱最低固有频率上,且液舱内各测点处的最大动态压力从液舱底部到自由液面处依次增大.     

快速预报船舶破舱危险程度的方法

提供出船舶破损第三类进水舱浮态快速计算方法。同时利于自由流通对稳性的影响，理论分析和推导出破舱稳性公式。并参照国际海事组织有关文件，结合国际惯例，对破舱稳性衡准的有关问题进行了探讨。同时给出了船舶破损后，危险程度的快速预报方法。     

基于SPH方法的二维矩形舱液体晃荡数值研究

储液舱内液体晃荡是当外激激励频率与容器内部液体自由液面的固有频率接近时,液体产生的剧烈共振运动.采用光滑粒子流体动力学(SPH)方法,在二维矩形舱低载液率横荡和横摇激励下,自由液面共振频率附近4个激励频率处开展数值研究.对比数值和对应实验中全局自由液面波形和冲击压力时程发现,SPH方法可以很好地模拟液体晃荡时的波形,如水跃、破碎波等自由液面的大变形运动.此外,该方法可用于模拟和评估非共振区域晃荡荷载的特性.建议采用两相流来模拟共振频率下液体剧烈的晃荡运动.     

LNG FPSO液舱内储液晃动特性的数值模拟

研究液化天然气(LNG)低温大型SPB型储液罐在海上运动过程中晃动引起的对液舱壁面产生的动侧压力、储液的气液混合情况、储液的晃动幅度及液舱内压力分布。基于VOF(volume-of-fluid)模型模拟二维SPB型液舱内储液的晃动特性,并利用试验数据对模型的计算结果进行了验证。结果表明:模拟数据与试验数据吻合较好;晃动幅度与运输船的初始速度有关,初始速度越大,晃动就越剧烈;不同储液充满率引起的晃动不同,充满率越大,晃动的幅度越小,有利于减小储液的晃动;在液舱内合理的设置阻流板有利于抑制晃动。     

舰船破损后出现负初稳性时扶正方法研究

采用损失浮力法和增加载荷法相结合的方法给出了舰船破损后出现负初稳性时的静稳性曲线计算方法，自由液面对静稳性曲线的修正采用直接计算法．分析了上层舱室积水是舰船破损后出现负初稳性的主要原因，根据破损后静稳性曲线的类型探讨了舰船破损后出现负初稳性时应采用先恢复稳性然后平衡舰体的扶正方法．通过对某舰船的实例扶正计算，分析了恢复稳性时应采取的合理扶正措施，即要先考虑上层舱室积水的排除．     

约束条件下船内液体对稳性的影响

给出在约束条件下即船内液舱近满舱或空舱时液体倾侧力矩的计算公式，并通过计算说明约束条件下当船内液舱较多或容量较大时，忽略舱内液体对稳性的影响是不安全的，在船舶 营运配载过程中应引起充分的注意。     

自由液面作用下的驳船稳定性研究

研究了驳船液体舱室中自由液面的分布以及舱容率对船舶浮态和稳性的影响,计算了船舶在风载荷作用下的稳性衡准数,并对船舶破舱稳性进行了分析,分析结果可为驳船实浮拒航提供参考。     

化船概率破舱稳性计算及对分舱的影响

对船舶破舱稳性的概率计算方法作了计算分析，研究了计算中需注意问题，分析了影响分舱指数Ａ的主要因素和提高分舱指数Ａ的方向及措施，并以实例进行验证和说明。     

货船概率破舱稳性计算及对分舱的影响

对船舶破舱稳性的概率计算方法作了计算分析，研究了计算中需注意的问题，分析了影响分舱指数Ａ的主要因素和提高分舱指数Ａ的方向及措施．并以计算实例进行验证和说明．     

散货船配载仪中破舱稳性计算

为提高散货船配载仪中破舱稳性的计算精度,基于船舶三维设计数据进行破舱稳性计算.首先沿船长方向对船体的三维设计模型进行切片,得到船体的横剖面型值数据;然后通过等距偏移模拟船体外板厚度,得到船舶外板数据;最后分别利用最小功法和静平衡法计算破损船舶各个横倾角度的复原力臂.以38 300t散货船"RUI AN CHENG"为例,对3个典型载况进行了破舱稳性计算.计算结果表明:与NAPA计算值相比,静平衡法的计算结果具有较高精度,满足主流船级社的精度要求,而最小功法的计算结果则有较大误差.同时,静平衡法不仅适用于散货船配载仪的破舱稳性计算,对液货船、集装箱船等的配载仪的开发也具有一定参考价值.     

筒型基础海洋平台气浮拖航稳性分析

介绍了筒型基础平台充气浮运的浮稳性和自由运动周期的理论分析方法。气浮体的浮稳性通过稳性高参数来判断，并提出了稳性高参数的计算式。气浮体的自由运动周期采用单自由度弹簧体系来计算，部分参数通过试验确定。理论计算得到的稳心半径与模型试验和现场原型试验的测算值非常吻合，气浮结构的静稳性分析理论和浮态分析理论得到了相互验证。最后利用气浮分析理论对一工程结构进行了计算分析。     

浮空器载荷舱热特性研究

根据浮空器的特点,分析了其载荷舱内的基本传热途径,建立了自然对流与辐射耦合传热问题的三维稳态数学模型,运用CFD软件进行数值模拟,得到了舱内气体的温度和载荷的表面温度,为载荷舱热特性的进一步研究奠定了基础。     

冬季夜间乘员舱内热环境及人体热舒适性研究

采用试验与数值模拟相结合的方法对冬季夜间乘员舱内热环境不均匀性进行了研究,得到不同送风模式下乘员舱内温度、速度不均匀度.接着基于Stolwijk人体热调节模型,采用Berkeley热舒适评价模型对乘员热舒适状态进行模拟,对比分析了2种送风方式下的人体热舒适性.最后通过对实际送风工况、基于相同送风焓值的等温送风工况以及基于驾驶员前方等效来流的均匀热环境工况的研究,发现在不均匀热环境下人体更易处于不舒适的状态.     

液舱流体晃荡的模型试验

液舱晃荡问题是近年来液货船设计中十分关注的课题之一,它涉及到自由液面的大幅度运动等一系列非线性问题,因此在理论上具有较大的难度,试验研究显得至关重要．文中对已有针对船舶与海洋工程领域的典型液舱晃荡模拟试验进行了简要的总结,并提出了今后应考虑的几个问题．     

波浪中载液船舶运动的时域模拟

基于势流理论,采用切片法和脉冲响应函数方法实现船体时域运动,同时采用黏性流理论模拟计算舱内液体的非线性晃荡,进而建立了波浪中载液船舶耦合运动方程. 该方法考虑了波浪、船体、液舱晃荡之间的耦合作用,并结合船体内外流场特点分别采用了势流和黏性流理论,具有较高的计算效率. 研究结果表明：通过数值模拟计算和模型实验,数值模拟计算能够清晰显现液舱晃荡对船体全局运动影响,船体运动响应曲线与模型实验结果吻合良好.     

矩形舱内三层液体晃荡特性的数值分析

采用耦合水平集和流体体积(CLSVOF)界面捕获方法对浮式生产储卸油(FPSO)装置矩形清洗舱内三层液体的晃荡特性进行数值分析;通过对比数值模拟与试验所得矩形舱内三层液体的液-液界面形状和高度的变化情况,验证了CLSVOF方法模拟多层液体晃荡特性的准确性.结果表明,多层液体晃荡过程中出现的物理现象远比传统单层液体晃荡中的复杂.当矩形舱外部激励频率等于液-液界面的最低阶固有频率时,所产生的共振效应不仅会导致液-液界面的晃荡幅度远大于自由表面的晃荡幅度,而且会导致液-液界面产生Kelvin-Helmholtz不稳定性.     

旋转舱布局优化模型的主要性质及不干涉性算法

以简化的人造卫星舱优化布局为对象，研究旋转舱内长方体与圆柱体群的布局优化模型及其不干涉算法，给出了布局优化模型及其主要性质，将其归结为一带多个反凸约束的Ｄ．Ｃ．规划问题，为求得全局最优解奠定了理论基础，最后，给出了判断各待布物之间不干涉的有效算法。     

双层底液舱及其内部油液对主机振动传递特性的影响

为研究船舶双层底液舱对主机隔振系统振动性能的影响,建立船舶主机、主机座下双层底液舱的整体模型,运用有限元方法分析系统振动频率的变化和舱内油液对系统振动响应的影响.仿真结果表明:考虑液舱后整体固有频率下降;油液增加后,系统的第一阶固有频率小幅升高,其他高阶次频率下降;频率响应曲线向高频移动,原共振频率处的响应峰值降低80%以上.