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耙吸式挖泥船的泥舱晃荡载荷及其效应分析

2016-10-24王浩钦吴剑国

船舶设计通讯 2016年1期

王浩钦 吴剑国

(浙江工业大学 建筑工程学院 杭州310014)

耙吸式挖泥船的泥舱晃荡载荷及其效应分析

王浩钦 吴剑国

(浙江工业大学 建筑工程学院 杭州310014)

耙吸挖泥船具有泥舱长且宽、泥浆密度大等特点,存在泥浆晃荡现象。文章参照BV规范,对17 000 m3耙吸挖泥船的晃荡载荷特性以及晃荡工况与常规工况下泥舱结构的应力进行分析和对比,发现在特定情况下泥浆晃荡将使主甲板及横舱壁的最大应力增大200%左右,并使内壳及强框架等的应力增大15%~50%,从而对船体结构产生较大影响。

晃荡;耙吸式挖泥船;泥舱;BV规范

引言

一般来说,装载具有流性物质的船舶在航行过程中均可能产生晃荡[1]。在某些条件下,晃荡引起的冲击载荷是很大的,晃荡载荷对结构的影响不容忽视,比如VLCC、LNG、LPG 等液货船的设计已考虑液舱晃荡载荷的作用。耙吸挖泥船是一种从事航道疏浚的船型,具有泥舱长而宽、泥浆密度大等特点,因此,泥浆晃荡载荷及其对挖泥船结构产生影响是业界关心的问题。

晃荡问题是典型的流固耦合问题,是一种非常复杂的流体运动现象,具有高度的非线性和随机性[2]。影响液舱晃荡的因素有很多,如外界的激励频率、舱室的几何形状及尺寸、内部构件、液体充装高度、液体属性等。当液舱形状确定时,舱内流体的共振频率主要取决于舱内的载液深度。液舱在外界激励下通常会产生四种不同的晃荡波,即驻波、行波、水跃及三者的组合。

液舱晃荡的研究方法,不外乎理论分析、数值计算和实验研究三类[3]。……

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