波浪对船舶轴系的影响
合集下载
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
系 柔度 反而 减 小 。波 浪 易造 成 柔 性 船体 变 形 ， 进
个 是将 海 面 波 动 看 作 是 一 个 随 机 过 程 ， 究 其 研 随 机性 ， 而 揭 示 海 浪 内部 波 动 能 量 的 分 布 特 从 性 ， 统计 意 义 上 对 液 体 内 部 各 质 点 的 运 动状 从 态 进行 描 述 ， 究 其 对 工 程 结 构 的作 用 。 目前 研
中 图 分 类 号 ： ６． １ Ｕ６ ４ ２ 文 献标 志码 ： Ａ 文 章 编 号 ：６ １７ ５ （０ １０—０ ６０ １７ —９３ ２ １ ）２０ ６—４
随着船 舶 向大 型 化 方 向发 展 ， 体 柔度 相 应 船 增 加 ， 一方 面 轴 系单 轴 功 率增 加 ， 径增 大 ， 另 轴 轴
线 性波 浪理 论 和 非线 性 波 浪 理 论 两 大类 。另 一
２ 波 浪 力 对 轴 系的 影 响
２ １ 模 型 建 立 ．
在有 限元 软件 Ｐ ｔ ｎ中依 据 图纸按 １： ａｒ ａ １建
收 稿 日期 ：０ ００ —８ ２ １—５２
修 回 日期 ： ０ ００ — ３ ２ １ － ６０
变形 、 螺旋 桨水 动力 等 因素对校 中的影 响 ； 波兰船
线 性波 浪理论 在一般工 程实践 中通 常采用微
幅波理论 （ ｒ Ａｉ ｙ波理 论 ）见 图 １ ， 用于 ： （ ）适
等《１一般在 ００ （ ．４以下）
式 中： Ｈ—— 波高 ； 水深 。
— —
舶 设 计 研 究 中心 的 Ｌ ｃ ｒｗｓ ｉ 对 此 进 行 ｅｈ Ｍｕａ ｋ 也
轴 系 的影 响 。
ｌ
ｆ 、 、
ｄ
’ 浪周 期 Ｌ ｃ 波 ／‘
１ 波 浪基 本 理 论
目前 一 般从 两个 领 域对 海 浪 作用 进 行研 究 。
一
个是 对 液 体 的 波 动 从 流 体 力 学 的 角 度 ， 究 研
图 １ Ａｒ ｉ ｙ波
液 体 内部 各 点 的 运 动 状 态 ， 种 研 究 一 般 包 括 这
在 实 际 工程 中仅应 用 线 性 波 浪理 论 作 为其 理 论
基础 。
而对 轴 系造成 较大 影 响ｌ 。静态 校 中方法一 般 不 ＿ １ ］
考 虑航行 中的动 态 因 素 ， 因而 船 舶 轴 系在 试 航 或
营运 过程 中常会 出现一些 问题 ， 如轴 承过 热损坏 ， 轴系、 螺旋 桨 和船体 振动 和噪 声过 大 ， 响到交船 影 或船 舶 的航 行 性 能 。因此 ， 究 动 态 因素 对轴 系 研 校 中的影 响是 很 有 必 要 的ｌ 。ＤＮＶ 船 级社 在 合 ２ ］ 理校 中的计 算过 程 中考虑 了轴 承支座 的热效 应 和 艉管倾 斜等 因素 ， 时也 在 着 手研 究 船 体 与支 承 同
了一些 研究 ［ ］ 。 。由于波 浪 的复杂性 ， 在对 波 浪 的
及 ｒｌ Ｕ一 （ 。１ Ｕｅ Ｒ ） ｓ￣ ｌ 《
式 中： 伽—— 波峰 顶在水 面 以上 的升 高 ；
Ｌ —— 波长 。
研 究 中多采 用仿 真 及 数值 计 算 的方 法 ， 在工 程 中 考 虑其 影 响难度 大 。为此 ， 用有 限元 方法 ， 用 采 利 Ｐ Ｌ语 言 ， 船 体 水 面 处 单 元 自动 划 分 ， 船 体 Ｃ 对 对 加 载不 同相 位 、 同迎 浪角度 的波 浪力 ， 算其 对 不 计
个 （ｕｄ 元 １ ８ 个 ， ｉ单元 ３９ ４ ，ｅｍ单 ｑａ 单 ４３ ８ ｔ ａ ｒ ５ 个 ｂａ
元 １８ ６ ，ｅ 单元 １０个 ， ｓ 单元 ９３ ）结 ６ 个 ｈｘ ５ ｍａｓ ９个 ，
点 １ ７ 个 。 ２２ ３
波 浪 对 船 舶 轴 系 的影 响 — — 周 海 港 ， 立 斌 ， 金 铭 丁 陆
Ｙ × ｝
元 上 的波 浪压 力 是 均 匀 的 ， 单 元 中心 点 的波 浪 用
图 ２ 典 型 散 货 船 的 有 限 元模 型
压 力 代表 作用 于 整个 单元 上 的波 浪压 力 。具体 步
立某大型散货船 的模 型 ， 图 ２ 见 。总单元数 ２ ５ １３ １
作 者 简 介 ： 海 港 （ ９２） 男 ， 究 生 。 周 １８ ， 研
研 究 方 向 ： 舶 动力 装 置 设 计 船
Ｅ ｍａｌｚ ｈ ０ １ ＠ １ ３ ｃ ｒ － ｉ：ｈ ｇ ２ ６ ６ ． ｏ ｎ
６ ６
摘
要： 考虑 到波浪易造成大尺度柔性船体变形 ， 进而对 轴系造成较 大影响 ， 于 Ｐ Ｌ语 言对 船舶有 限 基 Ｃ
元模型编制智 能划分水线处单元 及高效计算 、 加载波浪力 的程序 ， 对某 大型散货船有限元模型加 载 Ａｒ 波浪 ｉ ｙ
压 力 ， 算 分 析 波 浪 力 在 不 同迎 浪 角 度 及 不 同 相 位 对船 舶 轴 系 的影 响 。 计 关 键 词 ： 浪 ； 系 ；Ｃ 波 轴 Ｐ Ｌ语 言
第 ４ Ｏ卷
第 ２期
船 海 工 程
Ｓ Ｐ ＆ ＯＣＥＡＮ ＨＩ ＥＮＧＩ ＮＥＥ ＮＧ ＲＩ
Ｖｏ ． ０ Ｎｏ ２ １４ ． Ａｐ ． ２ １ ｒ ０ １
２１ ０ １年 Ｏ ４月
波 浪 对 船 舶 轴 系 的影 响
周海港 。 立斌 ， 丁 陆金铭
（ 苏科 技 大 学 船 舶 与 海 洋工 程 学 院 ， 苏 镇 江 ２２ ０ ） 江 江 １ ０ ３
２ ２ Ｐ Ｌ语 言 波浪 力施 加 与计 算 ． Ｃ 考虑 船 舶 大 型化 及 航 行海 区 ， 用 深水 Ａｒ 采 ｉ ｙ 波理 论 ， 深 超过 １ ０ｍ， 水 ０ 不考 虑 浅水 及 非 线性 影 响 。使用 Ｐ Ｌ语 言 把 船 体 有 限 元 单 元 分 成 水 线 Ｃ 上 和水线 下 两种 单 元 ， 水线 下 单 元 的 中心 点 作 取 为单 元 的流 体压 力 计 算 控 制 点 ， 认 为 作 用 在 单 并
个 是将 海 面 波 动 看 作 是 一 个 随 机 过 程 ， 究 其 研 随 机性 ， 而 揭 示 海 浪 内部 波 动 能 量 的 分 布 特 从 性 ， 统计 意 义 上 对 液 体 内 部 各 质 点 的 运 动状 从 态 进行 描 述 ， 究 其 对 工 程 结 构 的作 用 。 目前 研
中 图 分 类 号 ： ６． １ Ｕ６ ４ ２ 文 献标 志码 ： Ａ 文 章 编 号 ：６ １７ ５ （０ １０—０ ６０ １７ —９３ ２ １ ）２０ ６—４
随着船 舶 向大 型 化 方 向发 展 ， 体 柔度 相 应 船 增 加 ， 一方 面 轴 系单 轴 功 率增 加 ， 径增 大 ， 另 轴 轴
线 性波 浪理 论 和 非线 性 波 浪 理 论 两 大类 。另 一
２ 波 浪 力 对 轴 系的 影 响
２ １ 模 型 建 立 ．
在有 限元 软件 Ｐ ｔ ｎ中依 据 图纸按 １： ａｒ ａ １建
收 稿 日期 ：０ ００ —８ ２ １—５２
修 回 日期 ： ０ ００ — ３ ２ １ － ６０
变形 、 螺旋 桨水 动力 等 因素对校 中的影 响 ； 波兰船
线 性波 浪理论 在一般工 程实践 中通 常采用微
幅波理论 （ ｒ Ａｉ ｙ波理 论 ）见 图 １ ， 用于 ： （ ）适
等《１一般在 ００ （ ．４以下）
式 中： Ｈ—— 波高 ； 水深 。
— —
舶 设 计 研 究 中心 的 Ｌ ｃ ｒｗｓ ｉ 对 此 进 行 ｅｈ Ｍｕａ ｋ 也
轴 系 的影 响 。
ｌ
ｆ 、 、
ｄ
’ 浪周 期 Ｌ ｃ 波 ／‘
１ 波 浪基 本 理 论
目前 一 般从 两个 领 域对 海 浪 作用 进 行研 究 。
一
个是 对 液 体 的 波 动 从 流 体 力 学 的 角 度 ， 究 研
图 １ Ａｒ ｉ ｙ波
液 体 内部 各 点 的 运 动 状 态 ， 种 研 究 一 般 包 括 这
在 实 际 工程 中仅应 用 线 性 波 浪理 论 作 为其 理 论
基础 。
而对 轴 系造成 较大 影 响ｌ 。静态 校 中方法一 般 不 ＿ １ ］
考 虑航行 中的动 态 因 素 ， 因而 船 舶 轴 系在 试 航 或
营运 过程 中常会 出现一些 问题 ， 如轴 承过 热损坏 ， 轴系、 螺旋 桨 和船体 振动 和噪 声过 大 ， 响到交船 影 或船 舶 的航 行 性 能 。因此 ， 究 动 态 因素 对轴 系 研 校 中的影 响是 很 有 必 要 的ｌ 。ＤＮＶ 船 级社 在 合 ２ ］ 理校 中的计 算过 程 中考虑 了轴 承支座 的热效 应 和 艉管倾 斜等 因素 ， 时也 在 着 手研 究 船 体 与支 承 同
了一些 研究 ［ ］ 。 。由于波 浪 的复杂性 ， 在对 波 浪 的
及 ｒｌ Ｕ一 （ 。１ Ｕｅ Ｒ ） ｓ￣ ｌ 《
式 中： 伽—— 波峰 顶在水 面 以上 的升 高 ；
Ｌ —— 波长 。
研 究 中多采 用仿 真 及 数值 计 算 的方 法 ， 在工 程 中 考 虑其 影 响难度 大 。为此 ， 用有 限元 方法 ， 用 采 利 Ｐ Ｌ语 言 ， 船 体 水 面 处 单 元 自动 划 分 ， 船 体 Ｃ 对 对 加 载不 同相 位 、 同迎 浪角度 的波 浪力 ， 算其 对 不 计
个 （ｕｄ 元 １ ８ 个 ， ｉ单元 ３９ ４ ，ｅｍ单 ｑａ 单 ４３ ８ ｔ ａ ｒ ５ 个 ｂａ
元 １８ ６ ，ｅ 单元 １０个 ， ｓ 单元 ９３ ）结 ６ 个 ｈｘ ５ ｍａｓ ９个 ，
点 １ ７ 个 。 ２２ ３
波 浪 对 船 舶 轴 系 的影 响 — — 周 海 港 ， 立 斌 ， 金 铭 丁 陆
Ｙ × ｝
元 上 的波 浪压 力 是 均 匀 的 ， 单 元 中心 点 的波 浪 用
图 ２ 典 型 散 货 船 的 有 限 元模 型
压 力 代表 作用 于 整个 单元 上 的波 浪压 力 。具体 步
立某大型散货船 的模 型 ， 图 ２ 见 。总单元数 ２ ５ １３ １
作 者 简 介 ： 海 港 （ ９２） 男 ， 究 生 。 周 １８ ， 研
研 究 方 向 ： 舶 动力 装 置 设 计 船
Ｅ ｍａｌｚ ｈ ０ １ ＠ １ ３ ｃ ｒ － ｉ：ｈ ｇ ２ ６ ６ ． ｏ ｎ
６ ６
摘
要： 考虑 到波浪易造成大尺度柔性船体变形 ， 进而对 轴系造成较 大影响 ， 于 Ｐ Ｌ语 言对 船舶有 限 基 Ｃ
元模型编制智 能划分水线处单元 及高效计算 、 加载波浪力 的程序 ， 对某 大型散货船有限元模型加 载 Ａｒ 波浪 ｉ ｙ
压 力 ， 算 分 析 波 浪 力 在 不 同迎 浪 角 度 及 不 同 相 位 对船 舶 轴 系 的影 响 。 计 关 键 词 ： 浪 ； 系 ；Ｃ 波 轴 Ｐ Ｌ语 言
第 ４ Ｏ卷
第 ２期
船 海 工 程
Ｓ Ｐ ＆ ＯＣＥＡＮ ＨＩ ＥＮＧＩ ＮＥＥ ＮＧ ＲＩ
Ｖｏ ． ０ Ｎｏ ２ １４ ． Ａｐ ． ２ １ ｒ ０ １
２１ ０ １年 Ｏ ４月
波 浪 对 船 舶 轴 系 的影 响
周海港 。 立斌 ， 丁 陆金铭
（ 苏科 技 大 学 船 舶 与 海 洋工 程 学 院 ， 苏 镇 江 ２２ ０ ） 江 江 １ ０ ３
２ ２ Ｐ Ｌ语 言 波浪 力施 加 与计 算 ． Ｃ 考虑 船 舶 大 型化 及 航 行海 区 ， 用 深水 Ａｒ 采 ｉ ｙ 波理 论 ， 深 超过 １ ０ｍ， 水 ０ 不考 虑 浅水 及 非 线性 影 响 。使用 Ｐ Ｌ语 言 把 船 体 有 限 元 单 元 分 成 水 线 Ｃ 上 和水线 下 两种 单 元 ， 水线 下 单 元 的 中心 点 作 取 为单 元 的流 体压 力 计 算 控 制 点 ， 认 为 作 用 在 单 并