摘要：在用边界元法计算有航速船舶在规则波中的运动响应时,精确计算格林函数在离散面元上的积分非常重要。论文对移动脉动源格林函数在线段上积分的解析表达式进行了推导,通过变换积分顺序,将移动脉动源格林函数在线段上的积分转化为关于浪向角θ的单重积分。对移动脉动源格林函数在线段和面元上的积分进行了计算,并与其他数值结果进行了比较,数值结果证实了该方法的正确和高效。

摘要：喷水推进是与中高速船舶相匹配的一种具有时代特征的先进推进方式,显著提高了船舶的快速性与操纵性,广泛应用于国内外高性能船舶。开展基于动量通量的试验技术研究,可有效提高喷水推进船舶航速预报精度,促进喷水推进技术快速发展与应用。本文在梳理喷水推进船模自航试验研究成果的基础上,分析了当今国际上喷水推进自航试验主流方法"动量通量法"的原理与关键技术以及应用状况,对航速预报精度有显著影响的流量、进出口动量通量的测量方法以及喷水推进装置对船体的作用等参数的测量方法进行了归纳,在此基础上针对国内外的差距,提出了我国发展相关技术的建议。

摘要：为了深入研究三体船横摇运动特性,本文应用多尺度法计算了波浪中非线性横摇运动的近似解析解,并通过数值方法及模型试验进行了三体船适用性验证。研究结果表明:三体船型的特殊性引起的非线性横摇阻尼和非线性恢复力使其具有特殊的横摇运动特性。其中,非线性阻尼主要影响横摇幅值变化,特殊的高阶非线性恢复力导致幅频曲线刚度渐硬,小阻尼共振状态下可能会发生不稳定大幅横摇运动。该研究从理论角度解释了三体船在波浪中可能表现出的与常规单体船不同的大幅横摇、跳跃、多值等非线性现象。

摘要：对于没有配置再液化系统的半冷半压型液化天然气运输船,液货舱内的温度、压力在航程中会逐渐上升,同时液货的密度和体积也会相应改变。以14000 m3液化天然气运输船为研究对象,提出温度和压力日变化量的简化计算方法,经过实船计算验证,在装载率较高的情况下,采用简化方法计算的温度和压力日变化量的偏差较小,可满足基本的工程计算要求。讨论并分析了装载率和储罐压力释放阀最大许用设定值之间的关系以及装载率对液货温度压力变化规律的影响。

摘要：针对不对称双体船,应用计算流体动力学(CFD)方法,通过重叠网格技术构建了一种横摇阻尼数值预报方法,模拟了不同横向间距和纵向间距下不同初始横摇角及不同航速时的横摇衰减运动,并分析了横摇阻尼特性。基于三维势流理论,并考虑非线性横摇阻尼和非线性恢复力矩的修正,得到了该船型在规则波中的横摇运动响应,分析了不同浪向下的横摇运动特性。最后,开展模型试验验证了所提出的横摇阻尼和横摇运动数值预报方法的有效性。结果表明,模型试验结果和数值仿真结果较为接近,侧体上的横向波浪扰动相比于主体会造成更大的横摇响应。

摘要：基于CFD数值计算方法对深水半潜式平台的涡激运动开展优化研究,提出一种能够抑制涡激运动的半潜平台新形式,并应用模型试验进行对比验证.研究了新型平台和传统型平台的涡激运动特征,对纵向偏移、横荡响应的幅值和分布规律,锁定区间等关键因素进行对比分析;研究了各方向耦合作用下平台的轨迹特征;详细分析了新型平台的减涡机制,从平台泄涡结构和涡激响应的均匀性、稳定性以及响应幅值等方面展开研究,阐述立柱的横剖面形状,排列形式等对平台涡激运动性能的影响.研究表明,这种"立柱的横剖面形状为梯形,呈外八字对称排列"的新型平台形式对抑制平台涡激运动具有积极影响,有助于减少或延缓强非线性涡激运动对系泊、立管系统的破坏作用.

摘要：采用数值计算和模型试验相结合的方法对深水半潜式平台涡激运动特性进行了系统研究.模型试验在拖曳水池内开展,采用4点水平系泊方式;数值计算选用黏性流的计算流体力学方法,建立适用于研究平台涡激运动的分析方法,开发合理的网格划分模式,引入网格变形和重构技术解决非线性的流固耦合问题;研究半潜式平台在不同来流角度下的横荡运动、纵向偏移特征;深入研究涡激锁定现象,给出不同角度下的漩涡锁定区间,获得涡激锁定的相关特性;研究平台涡激响应随折合速度所经历的演化过程;揭示了平台涡激运动随时间变化的发展阶段,分析各阶段漩涡泄放的特点.

摘要：基于三维时域势流理论,提出基于垂向积分形式的时域格林函数的多域高阶面元法,计算船舶在波浪中的运动响应和阻力增加。在外域采用时域自由面格林函数法,将控制面时域格林函数面元积分分解为垂向积分和水平积分,推导了垂向积分形式核函数新的表达式,对水平积分采用数值离散方法,提高了计算效率和收敛性。在内域采用满足非线性自由面条件的Rankine面元法。通过内外域耦合求解得到扰动速度势及流体动压力。由时域运动方程解得船体运动响应,并采用近场压力积分法求得二阶力。针对数学船型WigleyⅢ,计算不同航速下的运动相应及波阻增加,并与试验及其他方法对比,验证当前方法的准确性和可靠性。针对实际船型S175,计算其在规则波/不规则波中航行时的波阻增加,并与试验及其他方法对比,验证当前方法在精度、稳定性和效率方面的优势。

摘要：针对航行船舶三维时域水动力分析问题,本文采用多域高阶边界元法(MDHOBEM, Multi-Domain Higher Order Boundary Element Method)开展研究,通过假设控制面,将计算域分为内域和外域两部分,内域采用Rankine面元法,外域使用自由面格林函数法,内外域联立求解。从内域、外域、波浪激励三个层面改进多域法的精度、计算效率,以适应不同工况需求。内域重新推导非线性边界条件,考虑入射波对绕辐射问题计算的影响,提高大幅波浪中运动计算精度;外域采用垂向积分形式自由面格林函数,提高格林函数积分计算的收敛性、稳定性及计算效率;波浪激励采用高阶谱(HOS, High Order Spectral)方法生成演化的波场,考虑波浪自身的非线性,提高对非线性现象的捕捉和模拟能力。以C11船为对象,研究内域非线性改进对船舶大幅运动计算精度的提高;以S175集装箱船为对象,验证外域垂向积分对运动及波阻增加计算效率和稳定性的提高;对比S175在线性波场和非线性波场中的运动,论证考虑非线性波场对运动计算的影响;以某内倾船为对象,研究不同层次改进对参数横摇现象捕捉的影响,验证非线性波浪激励对多域法非线性现象捕捉能力的提升;整体上形成不同层面改进多域法,为不同工况下时域水动力分析提供理论和程序支撑。

摘要：船舶舱室环境控制系统为船舶上人员的舒适安全和船载设备的稳定运行提供环境保障,其中制冷空调技术在提升舱室空气环境质量和船舶食品冷藏保鲜领域发挥了重要作用。目前,船舶舱室环境控制系统中的制冷空调技术发展呈现多元化和复杂化态势,为了研究船舶舱室环境控制系统制冷空调技术现状,并探究其发展方向,本文首先归纳了船舶航行的环境特点、热湿负荷特性和制冷空调系统功能要求;其次,梳理了现有船舶制冷空调设备的热力学原理,并分析了各自特点,阐述了除湿技术、热泵技术、蓄冷技术、控制技术和舒适送风技术等制冷空调技术在船舶上的适用性及应用发展现状,并对比了每项技术在船舶上应用的优缺点,基于船舶的特点,分析了多项技术在船上应用的制约因素;最后,结合船舶航行运维特点,从节能性、舒适性和环保性角度展望了未来船舶制冷空调技术发展前景。概括地说,可通过系统改进和部件性能提升的方法提高船舶制冷空调系统能源利用效率,可在油船上使用太阳能吸附式制冷系统;可利用热管等能量回收装置及温湿度独立控制的方法改善船舶舱室环境的舒适性;寻求传统船舶制冷剂的替代物并开发船舶制冷剂回收利用装置。