基于Lagrangian粒子法的船舶横摇阻尼涡模式数值研究

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作者 卢雨 胡安康 刘亚冲 《天津大学学报（自然科学与工程技术版）》 EI CSCD 北大核心 2016年第10期1093-1100,共8页

Lagrangian粒子法是近年来新兴的一类无网格方法.基于该广义理论下的有限点法,将问题求解域离散为有限个空间粒子点,借助移动最小二乘法获得粒子的物理场函数,利用投影法分步求解拉格朗日形式下的不可压缩Navier-Stokes方程,最后数值模... Lagrangian粒子法是近年来新兴的一类无网格方法.基于该广义理论下的有限点法,将问题求解域离散为有限个空间粒子点,借助移动最小二乘法获得粒子的物理场函数,利用投影法分步求解拉格朗日形式下的不可压缩Navier-Stokes方程,最后数值模拟得到S60船模各二维横剖面在横摇时的涡模式,有效地捕捉到船体周围流场的非线性特征,如流体分离、漩涡泄出等.计算结果表明:船舯附近的剖面在横摇时,在其舭部周围将会产生两个涡,故舭部表面压力呈正负交错变化;当剖面位置逐渐靠近船艏或船艉时,其舭部涡缩减为一个,此时舭部附近压力符号无变化.将该数值计算结果与试验进行对比验证,二者吻合较好,说明Lagrangian观点下的有限点法针对船体各横剖面的横摇阻尼涡模式均给出了较为准确的数值模拟结果,有效验证了本文计算方法的可靠性. 展开更多

关键词 Lagrangian粒子法 有限点法 船舶横摇阻尼 涡模式 移动最小二乘法

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基于MLP方法的船舶大幅横摇近似解析解

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作者 刘亚冲 胡安康 +1 位作者 韩凤磊 汪春辉 《华南理工大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第4期63-68,共6页

具有一定精度的近似解析解可以将船舶横摇运动特征直接与船体参数相联系,便于分析船体参数对横摇运动及稳定性的影响.文中考虑阻尼力矩和恢复力矩的非线性建立了船舶在规则波中的横摇运动方程;为了克服弱非线性的局限性,采用改进的Linds... 具有一定精度的近似解析解可以将船舶横摇运动特征直接与船体参数相联系,便于分析船体参数对横摇运动及稳定性的影响.文中考虑阻尼力矩和恢复力矩的非线性建立了船舶在规则波中的横摇运动方程;为了克服弱非线性的局限性,采用改进的Lindstedt-Poincare(MLP)方法对横摇运动方程进行摄动求解,经细致推导得到精确至二阶的解析解(静水中)和精确至一阶的解析解(波浪中).最后对一目标船分别采用MLP和数值算法进行求解,验证了近似解析解的正确性. 展开更多

关键词 船舶横摇 非线性 MLP方法 近似解析

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自升式钻井平台风载荷试验研究 被引量：4

3

作者 林一 胡安康 蒋玮 《中国海洋大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2015年第6期116-121,共6页

对于自升式钻井平台而言,风载荷在所有环境载荷中比重最大。现行规范在计算平台风载荷时主要采用面积投影法,不考虑各构件之间的空气动力学干扰的影响,导致计算结果偏于保守,不利于结构的优化设计。本文以CIMC自主研发的122m水深自升式... 对于自升式钻井平台而言,风载荷在所有环境载荷中比重最大。现行规范在计算平台风载荷时主要采用面积投影法,不考虑各构件之间的空气动力学干扰的影响,导致计算结果偏于保守,不利于结构的优化设计。本文以CIMC自主研发的122m水深自升式钻井平台为例,对其于在位状态和迁航状态的风载荷进行风洞试验研究,并与规范计算结果进行对比验证。结果表明,试验结果要小于规范计算,空气动力学干扰和升力作用的影响不可忽略。 展开更多

关键词 自升式钻井平台 风载荷 空气动力学干扰 风洞试验

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带空腔圆柱结构入水射流冲击实验研究

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作者 赵珂 罗昆 +1 位作者 李盈盈 雷林 《舰船科学技术》 北大核心 2016年第2期54-58,共5页

入水问题是一个极为复杂的流固耦合问题,一般的数值手段很难进行完整的模拟,而实验手段则能够完整、准确地观测到结构入水的一系列复杂现象。本研究以实际导弹尾部出现的空腔结构为研究背景,以高速摄影技术为手段,设计多组实验,探究空... 入水问题是一个极为复杂的流固耦合问题,一般的数值手段很难进行完整的模拟,而实验手段则能够完整、准确地观测到结构入水的一系列复杂现象。本研究以实际导弹尾部出现的空腔结构为研究背景,以高速摄影技术为手段,设计多组实验,探究空腔结构参数对于入水砰击过程的影响。通过不同模型实验的对比,得到入水过程中空腔直径和空腔深度对于抨击射流的形成、冲击位置、腔内气体排出规律及自由液面飞溅等现象的影响规律。 展开更多

关键词 入水冲击 射流形态 实验研究

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基于非线性动力学的自升式平台/船舶碰撞结构损伤分析 被引量：2

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作者 林一 胡安康 熊飞 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2012年第22期132-137,共6页

海洋平台遭遇船舶碰撞时会危及其整体安全,但更多是造成严重的局部损伤,需修理,导致工作停滞及经济损失。与固定式平台相比,自升式平台柔性更大,结构冗余度更低,其碰撞危害性尚未受到重视,国内也少见相关研究。基于非线性动力学分析方法... 海洋平台遭遇船舶碰撞时会危及其整体安全,但更多是造成严重的局部损伤,需修理,导致工作停滞及经济损失。与固定式平台相比,自升式平台柔性更大,结构冗余度更低,其碰撞危害性尚未受到重视,国内也少见相关研究。基于非线性动力学分析方法,以某300 ft工作水深的自升式平台为例,提出一种考虑初始状态和剩余强度的自升式平台/船舶碰撞结构分析方法。并考察各种撞击参数对平台结构损伤和动力响应影响,结论可为自升式平台抵抗意外载荷进行结构设计提供参考。 展开更多

关键词 自升式平台 碰撞损伤 撞击参数 结构分析

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基于有限点法的自由面流动的数值模拟 被引量：3

6

作者 卢雨 胡安康 刘亚冲 《浙江大学学报（工学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第1期55-62,共8页

为了准确模拟复杂变形的自由面流动,应用空间粒子法中的有限点法(FPM),即利用移动最小二乘(MLS)法近似流场函数,采用投影法分步求解压力泊松方程,迭代更新流场各粒子的物理信息,数值模拟大变形下的自由面流动问题.数值模拟结果表明:采... 为了准确模拟复杂变形的自由面流动,应用空间粒子法中的有限点法(FPM),即利用移动最小二乘(MLS)法近似流场函数,采用投影法分步求解压力泊松方程,迭代更新流场各粒子的物理信息,数值模拟大变形下的自由面流动问题.数值模拟结果表明:采用有限点法可以较准确地模拟出自由面流动过程中的复杂变形,如迸溅、翻滚、破碎以及入水等现象,与试验结果吻合较好.验证了采用的有限点法对于处理大变形自由面流动问题具有较高的可靠性及较好的灵活性. 展开更多

关键词 拉格朗日观点 有限点法(FPM) 移动最小二乘法 自由面流动 溃坝流

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有限点法在液舱晃荡问题中的应用 被引量：3

7

作者 卢雨 胡安康 刘亚冲 《华南理工大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第8期144-150,共7页

液舱晃荡问题是近年来液货船设计中十分关注的问题之一,它涉及自由液面的大幅运动等一系列强非线性问题,因此给基于欧拉观点下空间拓扑网格的数值模拟带来了较大的难度.文中基于拉格朗日观点下的有限点法(FPM),对不同充容率的液舱晃荡... 液舱晃荡问题是近年来液货船设计中十分关注的问题之一,它涉及自由液面的大幅运动等一系列强非线性问题,因此给基于欧拉观点下空间拓扑网格的数值模拟带来了较大的难度.文中基于拉格朗日观点下的有限点法(FPM),对不同充容率的液舱晃荡问题进行了数值模拟,并将数值计算结果与试验值进行对比验证.结果表明:当激励频率与液舱固有频率一致时,舱内流体的晃荡较为剧烈;而当充容率不同时,舱壁对液体流动的抑制作用使得高充容液舱内的流体翻卷变形较为平缓.通过有限点法有效且准确地模拟了不同充容率液舱在各激励频率下的水面晃荡情况,与试验现象基本吻合.同时通过对舱壁监测点的压力计算得知,有限点法的数值结果与实测压力曲线基本保持一致.FPM针对不同工况下的二维液舱晃荡情况均给出了较为准确的数值模拟结果,有效验证了有限点法的可靠性. 展开更多

关键词 液舱晃荡 拉格朗日观点 有限点法 移动最小二乘法 泊松方程

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层状地基中自升式钻井平台插桩穿刺风险分析 被引量：10

8

作者 林一 胡安康 +1 位作者 蒋玮 王艺陶 《哈尔滨工程大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第6期754-761,共8页

自升式钻井平台进行海上插桩作业,遭遇上硬下软的层状地基时极易发生穿刺海损事故,从而造成严重的结构破坏和人员伤亡。这种层状地基存在2种典型情况——硬粘土/软粘土层、砂土/粘土层。本文考虑土层参数的影响,基于非线性数值方法对其... 自升式钻井平台进行海上插桩作业,遭遇上硬下软的层状地基时极易发生穿刺海损事故,从而造成严重的结构破坏和人员伤亡。这种层状地基存在2种典型情况——硬粘土/软粘土层、砂土/粘土层。本文考虑土层参数的影响,基于非线性数值方法对其地基承载力的变化规律进行了研究。以某400英尺工作水深的自升式钻井平台为例,采用Monte-Carlo法,考虑预压载荷和土层参数的概率分布,对其在墨西哥湾某海域进行预压载作业时发生穿刺海损的风险进行了分析,结果表明其风险值小于10%,为此类平台进行相关作业的风险管理提供参考。 展开更多

关键词 自升式平台 插桩穿刺 层状地基 风险分析

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非对称动力系统混沌分析的Melnikov方法 被引量：2

9

作者 刘亚冲 胡安康 +2 位作者 韩凤磊 汪春辉 卢雨 《上海交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第4期475-480,共6页

以Helmholtz-Duffing双势阱非对称动力系统为研究对象,首先分析了不同非对称参数σ下退化Hamilton系统的势函数与相平面,然后对于受谐和激励的非自治系统根据Melnikov理论推导了系统左右同宿轨道出现混沌运动的阈值条件,最后用数值模拟... 以Helmholtz-Duffing双势阱非对称动力系统为研究对象,首先分析了不同非对称参数σ下退化Hamilton系统的势函数与相平面,然后对于受谐和激励的非自治系统根据Melnikov理论推导了系统左右同宿轨道出现混沌运动的阈值条件,最后用数值模拟得到系统的安全池并观察了安全池随激励幅值变化的侵蚀现象,从而验证了解析结果的正确性.理论分析和数值计算表明:0<σ<1时,系统左半部分受主要影响;σ>1时,右半部分受主要影响;Melnikov方法可有效预估非对称系统混沌阈值,并且对于同一非对称参数σ,存在一个临界频率使得系统左右两部分的混沌阈值在这一频率点相等. 展开更多

关键词 非对称 MELNIKOV方法 混沌 安全池

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50000 t半潜船下潜试验关键技术 被引量：4

10

作者 张延辉 左文安 田明琦 《船海工程》 北大核心 2018年第1期16-19,25,共5页

针对500 00 t半潜船下潜过程中主甲板刚浸没时,水线面面积突然减小,导致横向初稳性高GM值较小,甚至可能出现负值的问题,结合下潜过程中的压载水的实际配载情况及线型,对下潜过程中GM值影响的关键性因素进行分析,得到下潜过程中初稳性的... 针对500 00 t半潜船下潜过程中主甲板刚浸没时,水线面面积突然减小,导致横向初稳性高GM值较小,甚至可能出现负值的问题,结合下潜过程中的压载水的实际配载情况及线型,对下潜过程中GM值影响的关键性因素进行分析,得到下潜过程中初稳性的变化规律,提出相应的改进措施。结果表明,制定严格的下潜程序,控制影响稳性的关键性因素,下潜过程中的稳性满足船级社的衡准要求,能够保证下潜顺利实施。 展开更多

关键词 下潜试验 初稳性 自由液面 空气管 U形弯

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11700 t多用途单舱大开口重吊船稳性分析 被引量：1

11

作者 左文安 田明琦 张延辉 《船海工程》 北大核心 2017年第4期50-54,60,共6页

针对11 700 t多用途单舱大开口重吊船存在的货舱开口大,横舱壁少,船舶自身的压载水调节无法满足最大联吊时规范稳性衡准要求等问题。采用NAPA软件对破舱稳性、港口吊装稳性及吊物丢失稳性等进行分析,论证设置浮箱装置对稳性的作用。结... 针对11 700 t多用途单舱大开口重吊船存在的货舱开口大,横舱壁少,船舶自身的压载水调节无法满足最大联吊时规范稳性衡准要求等问题。采用NAPA软件对破舱稳性、港口吊装稳性及吊物丢失稳性等进行分析,论证设置浮箱装置对稳性的作用。结果表明,本船满足相关规范对稳性的强制要求,设置平衡浮箱是改善稳性及提高调载效率的有效方法。 展开更多

关键词 重吊船 稳性浮箱 单舱大开口 吊重丢失

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