基于数学模型的船舶气囊下水数值模拟及修正方法和系统技术方案

技术编号:41706445 阅读:31 留言:0更新日期:2024-06-19 12:37
本发明专利技术提供了一种基于数学模型的船舶气囊下水数值模拟及修正方法及系统,按照船舶下水过程中船身和船台的实际布局创建计算域,利用数值模拟软件对计算域进行网格划分,然后基于气囊压缩试验得到气囊性能曲线,根据气囊性能曲线建立多个气囊数学模型,并将气囊数学模型嵌入到网格划分后的计算域中,以将气囊的作用力叠加到船身上,再通过采用特定的判断方法判断出气囊对船舶产生的作用力,当气囊沿着船台切向滑到位于船底舭部位船首或船尾的位置时,采用特定的计算方法计算出受力面系数以对气囊作用在船底的支撑力进行修正得到修正后的支撑力,实现船舶气囊下水数值模拟,大幅降低了数值计算的成本,有效提高了精确度。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及气囊数值模拟,具体涉及一种基于数学模型的船舶气囊下水数值模拟及修正方法和系统


技术介绍

1、船舶气囊下水是船舶下水的方式之一,该技术具有投资少、见效快、安全可靠的特点,是国内外船舶企业普遍采用的方法。在船舶正式下水前,通常采用数值评估的方法对船舶下水方案进行评估,以免船舶跌落到船台上从而造成船舶结构损坏。因此,准确地评估船舶下水方案是对于船舶下水有重大的工程指导意义。

2、目前船舶下水数值评估手段大致分为两类:一类是通过船舶水静力学来进行计算,该方法通过对船舶在纵向进行离散,再进行分段计算,虽然也考虑了船舶下水时水对船舶的作用力以及气囊的作用力,但是并不能真实地反映船舶对水和气囊综合作用力的响应,所以精度偏差较大;另一种方法是利用流固耦合的手段,分别对船舶及其周围的流场计算分别进行数值模拟,利用有限元方法对船舶及气囊进行固体力学数值模拟,同时利用数值模拟方法对船舶周围的流场数值模拟,然后采用双向耦合的方法来实现流固两个计算域数据的交换,但是该技术需要对柔性体的气囊进行数值模拟,涉及流固耦合,虽然计算精度相对较高,但其计算成本巨大本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种基于数学模型的船舶气囊下水数值模拟及修正方法,其特征在于,包括以下步骤:

2.根据权利要求1所述的基于数学模型的船舶气囊下水数值模拟及修正方法,其特征在于,所述作用力判断步骤中,若气囊内部压强小于等于最大承受压强,还判断各个气囊是否为同一类型,若各个气囊为同一类型气囊,则采用相同的气囊性能曲线得到气囊对船舶产生的作用力;若各个气囊为不同类型气囊,则采用与气囊类型相对应的气囊性能曲线得到气囊对船舶产生的作用力。

3.根据权利要求1所述的基于数学模型的船舶气囊下水数值模拟及修正方法,其特征在于,所述作用力判断步骤中,利用数值模拟软件监测各个气囊数学模型在船舶下...

【技术特征摘要】

1.一种基于数学模型的船舶气囊下水数值模拟及修正方法,其特征在于,包括以下步骤:

2.根据权利要求1所述的基于数学模型的船舶气囊下水数值模拟及修正方法,其特征在于,所述作用力判断步骤中,若气囊内部压强小于等于最大承受压强,还判断各个气囊是否为同一类型,若各个气囊为同一类型气囊,则采用相同的气囊性能曲线得到气囊对船舶产生的作用力;若各个气囊为不同类型气囊,则采用与气囊类型相对应的气囊性能曲线得到气囊对船舶产生的作用力。

3.根据权利要求1所述的基于数学模型的船舶气囊下水数值模拟及修正方法,其特征在于,所述作用力判断步骤中,利用数值模拟软件监测各个气囊数学模型在船舶下水过程中相对于船台的位置,包括监测各个气囊数学模型沿船台的切向位置和沿船台的法向位置,其中,

4.根据权利要求1所述的基于数学模型的船舶气囊下水数值模拟及修正方法,其特征在于,所述气囊对船舶产生的作用力包括摩擦力、支撑力和浮力,所述摩擦力为气囊对船底的摩擦力且摩擦力的方向与气囊移动方向相反。

5.根据权利要求1至4之一所述的基于数学模型的船舶气囊下水数值模拟及修正方法,其特征在于,所述计算域创建及网格划分步骤中,利用数值模拟软件对计算域进行网格划分,还利用数值模拟软件中的六自由度运动模块和重叠网格技术设置船舶下水的初始条件,所述初始条件包括船舶质量、重心位置、船台坡度、水面高度、船尾距船台末端的位置、船身在船台上的高度、船身初始纵倾角度以及各个气囊的初始位置;

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【专利技术属性】
技术研发人员:张青山陈弓陈伟民董国祥杜云龙常杏陈昆鹏任海奎
申请(专利权)人:上海船舶运输科学研究所有限公司
类型:发明
国别省市:

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