为解决可供车辆通行的挡浪斜坡板消波孔开孔处结构强度较低的问题,采用非线性有限元方法对车辆通过斜坡板的过程进行动态模拟,并在保证消波性能的基础上提出 4 种消波孔开孔方案进行强度分析对比.研究表明:车辆行驶在开孔的斜坡板时比未开孔的斜坡板危险性增加了20%,如果车轮直接行驶在开孔处危险性提升2～3 倍;方案 1 和方案4 相对而言较为安全,不同的开孔方式具有各自的优缺点,为斜坡板开孔设计提供了有益参考.

运用计算流体力学(CFD)软件ANSYS FLUENT对下倾管-垂直立管系统中出现的严重段塞流现象进行多工况数值模拟,根据液塞形成过程图和弯管处的速度矢量图揭示了液塞的形成机理,并结合XY面的相分布图和监测得到的压力脉动变化图划分出了 3种典型的严重段塞流流型.为了抑制严重段塞流现象,提出了"下倾管"注气法,最后通过数值模拟的方式来加以验证.结果表明:采用"下倾管"注气法后,管系内的严重段塞流现象被明显削弱,产生了具有高频低振幅脉动特征的稳定流型,对管网系统稳定性的影响较小.

为校核某张力腿(TLP)式钻井平台结构强度、保障其安全性,采用SESAM软件的GeniE模块建立张力腿平台的有限元模型,并对平台在千年一遇和一年一遇2种典型环境载荷下下浮体与立柱连接处、立柱与甲板连接处、立柱与筋腱连接处这3处高应力区域进行应力分析,最后结合API规范对平台关键节点的屈服强度和屈曲强度进行校核.研究结果表明:目标平台的结构强度满足规范要求.

核电厂作为特殊建筑保证其安全性至关重要,因此需要考虑在外部自然荷载作用下核电结构及设备的安全性.地震作为重大自然灾害事件,在核电厂结构建设过程中必须考虑.该文设计一种具有上下轨道的核电厂用生物屏蔽门,考虑其自重、外部风载荷和极限安全地震动载荷(SL-2),应用ANSYS分析软件对该种生物屏蔽门进行抗震分析.按照AISC N690-1994 和ASME BPVC-Ⅲ-1-2001 对生物屏蔽门承载部件的应力进行组合与评定.结果表明该设计方案抗震性能良好,为相关工程在满足结构抗震性能基础上提高设计可靠性提供一定参考.

采用序列二次规划法对科学实验平台压载水系统的管径进行经济性优化,对目标函数进行比选,结果表明:生命周期费用(使用周期内投资运行等总费用)较于建造成本费用(材料、安装费用等初始投资费用)更加适合作为科学实验平台的经济优化目标函数;对管道约束条件中的压力降控制值约束分析后发现,对生命周期优化能进一步提升优化效果,对建造成本优化能够大幅改善优化结果,不再陷入管径的极小值.可以得出压力降控制值约束对两种优化方式都有一定的帮助作用,并对该海洋平台压载水系统的控制值进行推荐.

以典型T型板为研究对象,通过顺序耦合的方法对其在不同约束边界下的焊接残余应力进行数值模拟,后将其作为结构的初始缺陷添加至疲劳分析模块中,完成了含有初始缺陷的典型T型板在不同载荷情况下的疲劳分析.结果表明:残余应力主要分布于焊缝及其附近区域,表现为接近材料拉伸极限的350 MPa左右的拉伸残余应力;理想状态下局部载荷对结构疲劳强度影响大于拉伸载荷,考虑残余应力后结构疲劳强度下降明显.

选取非对称式起重拆解平台作为研究对象,其区别于传统平台的主要特点是采用无横撑非对称的主船体结构并且立柱与上甲板连接处采用大圆弧结构.为验证这种新型平台波浪砰击等非线性效应的性能,使用ANSYS Workbench建立平台三维有限元模型,使用STAR CCM+软件对研究对象和传统平台进行水动力分析,研究2种不同形式对气隙及砰击响应的影响并通过数值模拟研究大弯角连接结构的特点.结果显示:由于目标平台立柱的不对称特性,负气隙位于船体一侧,砰击响应有别于传统的半潜式平台;大弯角连接结构可有效改善立柱与下甲板连接处应力集中问题.针对模拟试验结果可以有目的性地对易发生波浪砰击等波浪非线性现象的关键区域进行结构加强,确保恶劣工况条件下的平台安全性,对相关类型平台设计提供一定的参考.

为探究波浪对非对称式半潜起重平台不同位置的砰击载荷特性及其分布趋势,在不规则波条件下进行多种入射角下的波浪砰击载荷数值模拟,重点分析船体上甲板各区域以及船体立柱各区域.结果表明,决定砰击峰值压强大小的因素是迎浪侧立柱跨度,跨度与峰值压强呈正相关规律.

以非对称式起重拆解平台为研究对象,基于三维势流理论并用水动力软件AQWA对风浪流共同作用下平台的码头系泊能力进行数值仿真,求解各缆绳张力大小,并针对缆绳受力情况对船首尾处及船中处缆绳的连接方式进行优化.结果 表明,不同的连接方式在一定程度上会使缆绳的受力更均匀,能有效地提高缆绳的使用率和系泊的安全性.

以半潜式拆解平台为研究对象,基于有限元理论、时域耦合理论和系泊缆动力分析理论,对非对称拆解平台单侧起吊过程进行数值模拟.结果 表明:起吊过程中,吊物纵荡与横荡运动趋势与平台运动趋势一致;75°吊臂旋转角时,纵荡运动幅度达到最小,而横荡运动幅度达到最大;起吊至一定高度后,文中对360°吊臂旋转角下的平台运动响应进行了分析,找出了大吊载下的危险工况0,30°,90°,并对平台进行了浮态稳性分析,研究成果供工程人员参考.

为确保液货舱结构安全,以No96型LNG船货舱围护系统为研究对象,对殷瓦焊接接头的检验方法进行研究.在分析殷瓦钢的特性及适用的焊接方法的基础上,着重论述目检、渗透检验和宏观金相检验的步骤.检测结果表明:合理的检测工艺可以控制焊缝成形,避免焊接缺陷,保证焊接质量,为No96型LNG船货舱围护系统殷瓦焊接检测工作起到一定参考作用.

利用ANSYS Workbench软件通过热-固耦合的方法对T型板结构的焊接过程进行模拟,获得不同应力边界条件下焊接残余应力及变形;然后将残余应力和变形分别添加到力学模型中,同时施加位移载荷研究具有焊接初始缺陷的T型板结构压缩极限强度.结果表明:在焊缝及热影响区存在着较大的拉伸应力,T型面板呈现角变形状态;在分别添加焊接残余应力和变形情况下,T型板极限强度都有下降,焊接残余应力对T型板极限强度的影响较焊接变形影响大.

以容积为135 m3的Mark-III型LNG船围护系统模拟舱为研究对象,通过设计模拟舱低温试验验平台,对模拟舱保温层进行低温试验,主要测量低温试验中预冷过程的绝缘层沿厚度方向的温度变化分布规律和稳定状态下蒸发率大小,分别针对其传热和结构特点建立了模拟舱的传热简化模型,用于模拟舱的预冷温度分布和蒸发率与数值仿真计算,并将计算结果与试验结果进行比较分析.分析结果可以有效检验模拟舱建造过程中各项施工工艺是否达到使用标准,探究了温度产生的应力对船体结构强度的影响.

选取82000载重吨散货船船中横剖面为研究对象,对结构优化设计方法开展研究.以纵向板剖面积最小为目标函数,结合《钢质海船入级与建造规范》(2009)确立约束条件,采用改进的遗传算法对其进行结构优化设计.结果表明:优化后的剖面积减少了5.2％,有效减少了结构重量,为此类船结构设计提供参考.

《船舶与海洋工程概论》是江苏科技大学船舶与海洋工程专业的一门重要的专业基础课,也是其它专业的一门必修课,搞好本课程教学,能够体现学校立足船舶行业的教学特色,本文通过对该课程教学过程中存在问题的分析,就如何提高课程的教学质量,分别从课程教学内容、教学方法以及考核方式三个方面谈一谈教学过程的体会,提出了改革方案并实践.

船舶专业课具有教学内容复杂、抽象思维能力要求高、学习过程枯燥等特点,易使学生产生厌学情绪.文章以船舶结构设计方法为例,结合江苏科技大学的教学工作实践,基于"建设新工科"及关注"学习产出"的导向要求,提出以目标为导向的专业课教学方法,旨在突出本学科与未来就业的联系,注重学生创新实践能力的培养.

As a key supporting equipment for the construction of LNG carriers, the installation platform undertakes the support and guarantee of LNG carrier tank internal construction. This paper takes the secondary shielding installation platform of A-type tank as the object of study, the study firstly considers the semi-rigidity of the nodes and the material nonlinearity based on finite element software, and then the residual structure is calculated using static nonlinear method after single truss, two trusses and three trusses are invalid simultaneously. The research results show that the truss with higher components importance coefficient has greater impact on the residual structure when the truss is invalid; After the 2 trusses of installation platform become invalid completely, the further progressive collapse will not occur; When A1-HJ, A2-HJ and A2-HJ are dismantled at the same time, it will lead to the local progressive damage, which can cause the collapse of large-scale structures. The research findings can support the design and use of the installation platform.

对于液舱内流体运动的模拟,传统频域边界元方法具有很大的局限性即离散求解方程时会出现奇点问题,同时在交界面处所得速度分布精度较低.而去奇异边界元法将传统做法中直接布置于流体计算域表面节点上的奇点移至计算域外部,很好地解决了奇异性问题.该文基于去奇异边界元法,建立了模拟液舱内流体晃荡问题的流体动力学数值模型,并利用FORTRAN语言开发了可模拟任意尺度液舱晃荡的程序.文中模拟了单向激励和横荡纵荡耦合激励下液舱晃荡问题,并将结果与解析解进行了对比.结果表明,数值解和解析解吻合很好,说明了该方法的准确性和有效性.

以LNG船关键工装设施A型液舱次屏蔽安装平台为研究对象,基于有限元软件,考虑节点半刚性与材料非线性,采用静力非线性的方法分别对单榀、两榀以及三榀桁架同时失效后的剩余结构进行计算分析.研究结果表明:构件重要性系数越大的桁架,失效后对剩余结构的影响越大;安装平台单榀桁架及相邻2榀桁架完全失效后,不会发生进一步的连续破坏;为防止结构连续倒塌,应避免三榀相邻桁架同时失效.研究成果可为安装平台的设计和使用提供参考.

通过PHAST风险分析软件,结合我国内河水域的实际情况,对内河薄膜型LNG运输船发生典型的泄漏扩散及火灾爆炸事故后果影响进行了定量的计算和影响分析.结果表明:25 mm孔径泄漏并发生火灾爆炸事故时,火灾模型主要表现为喷射火,爆炸事故的最大影响半径为225 m.100 mm孔径泄漏还会引发池火灾,其半径达到了25 m,爆炸事故的最大影响半径为800 m.研究数据为内河LNG的安全运输以及内河LNG接收站的安全设计提供参考.