[01181154]大型舰船非线性波浪载荷水弹性分析方法与应用研究

本项目属于船舶力学及其应用技术领域。波浪载荷是舰船结构设计的基础和依据。目前工程上普遍采用的船舶波浪载荷规范方法和直接计算方法是基于刚体运动模型和线性势流理论建立起来的,无法考虑船体结构的弹性变形对波浪载荷的影响,以及由于砰击和上浪等强非线性载荷引起的船体结构颤振响应。为了能够合理预报大型舰船的非线性波浪载荷并将研究成果应用于船体结构设计,本项目针对大型舰船非线性波浪载荷计算方法、模型试验技术以及船体结构强度评估方法开展了系统的研究。主要解决了砰击载荷计算方法、脉冲响应函数计算方法、不规则波中非线性波浪载荷计算方法、船体弹振和颤振响应分析方法和结构设计载荷计算方法等关键技术。开发了大型舰船非线性波浪载荷三维时域水弹性计算软件,建立了基于刚度等效变截面龙骨梁分段模型的水弹性模型试验方法、近岸实际海洋环境大尺度模型物理仿真试验方法、船体艏部三维模型入水砰击载荷模型试验方法和考虑波激和颤振的船体结构疲劳强度评估方法。基于上述方法对十余型大型舰船进行了波浪载荷计算验证、模型试验测试和结构强度分析。 本项目的研究成果在我国大型舰船、超大型矿砂船和超大型集装箱船的自主创新研发设计中得到应用,总体提高了大型舰船波浪载荷预报和结构强度评估技术水平。所开发的大型舰船波浪载荷三维线性和非线性水弹性计算软件已被列为中国船级社审图软件目录,并作为中国船级社《波激和砰击振动对船体结构疲劳强度影响计算指南》制定的计算工具以及指南正式使用后的配套计算软件。本项目的研究成果增强了我国船舶与海洋工程装备产业的核心竞争力。