集装箱船在波浪下的结构动态崩溃数值仿真研究

摘要：

船舶遭遇大波浪载荷后极可能产生结构崩溃事故,集装箱船具有甲板大开口,在大波浪下更容易产生结构动态崩溃.文章提出一种联合三维势流理论和非线性有限元的数值仿真方法用于计算集装箱船在波浪下的结构崩溃响应,采用势流理论计算船体的波浪载荷,采用非线性有限元计法计算结构的崩溃响应,实现波浪载荷由水动力模型至有限元模型的映射,以典型的集装箱船为研究对象,研究集装箱船在系列波浪下的结构崩溃响应和规律.首先建立集装箱船的水动力模型,然后建立适用于结构崩溃响应模拟的集装箱船非线性有限元模型,采用文章中的联合仿真方法求解,计算得到在各波浪工况下的船舯时域转角大变形曲线,根据船中舱段非线性有限元模型计算得到船舶的转角大变形-非线性弯矩关系,转化得到船体模型的时域非线性弯矩.通过改变系列波浪工况的波高和波长,研究集装箱船的结构崩溃响应与波浪工况参数间的关系,比较分析非线性计算结果与线性计算结果的差异.文章提出的基于三维势流理论和非线性有限元的联合数值仿真方法可为船舶类结构在波浪下的结构崩溃响应评估提供研究路径.

关键词：波浪、集装箱船、结构崩溃、水动力、非线性有限元、转角、弯矩

所属期刊栏目：45

分类号：U663.2(船舶工程)

资助基金：国家自然科学基金;国防科工局基础科研基金

在线出版日期：2022-04-14（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共7页

页码：43-49