船舶气囊下水的动力学分析.pdf

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1、第22卷第4期(总第130期)船舶V0l_22No．42011年8月SHIP＆B0ATAugust，2011[船舶舾装／特种装置]船舶气囊下水的动力学分析李玉芬吴剑国冯华(浙江工业大学建X-学院杭州310032)[关键词]船舶气囊下水；动力学分析；龙格一库塔方法[摘要]提出了船舶气囊下水的动力学分析方法，建立了气囊下水的动力学方程，采用四阶龙格一库塔方法来求解运动方程，并编制了相关程序进行计算。将计算结果与多次实船下水的测量结果进行比较，得出计算结果符合下水的实际情况，表明分析模型和方法具有较好的精度。[中图分类号]U671．5；U674．7+02[文

2、献标志码]A[文章编号]1001—9855(2011)04—0053—05Dynamicanalyzeofshiplaunchingwithair-bagLIYu-fenWUJian——guoFENGHua(CollegeofArchitectural&CivilEngineering，ZhejiangUniversityofTechnology，Hangzhou310032，China)Keywords：shiplaunchingwithair-bag；hydrodynamic；Runge-KuttamethodAbstract：T1,isartic

3、lepresentsthehydrodynamicanalyzemethodofshiplaunchingwithair-bag．ThehydrodynamicequationwasestablishedandsolvedbyfourthorderRunge-Kuttamethod．Thecomparisonbetweencalculationandmeasuredresultsofmultipleshiplaunchingwithair-bagshowsthatthehydrodynamicanalyzemethodandtheequationdes

4、cribedarereasonable．有考虑加速度、转角加速度的影响。0引言一般来说。静力学的计算结果能够大体与实际相符，然而，船舶下水较容易发生事故的阶段，如艉气囊下水是一项我国独创的新型下水技术，主落，艉浮时，船舶的姿态变化剧烈，惯性力的影响较要依靠实践经验的积累。开展气囊下水技术研究，大，静力学的计算结果误差增大。如果需要了解船对船舶气囊下水的安全性作出准确的评估．有重大在下水过程中的速度、加速度，以及船体相对于船台的社会意义和经济价值。本项目考虑了船舶气囊下的倾斜角、船舶下水后行程等问题，并保证下水计水的各种影响因素，通过对船舶气囊下水过程的

5、理算的精确性．则应根据动力学的基本原理进行研论分析和试验研究，对下水过程的安全性作出评估。究[2-53。船舶气囊下水作为一种较为复杂的动力学现本文讨论了船舶气囊下水的动力学过程，建立象，为了使问题简化，通常仅从静力学的角度讨论船了动力学方程。采用四阶龙格一库塔方法来求解运舶下水问题[1]。然而，静力学分析是在指定的下水肋动方程，并编制了相关程序进行计算。计算结果与位，假设船舶处于瞬时是静止的，后对船舶的受力、实船下水测量结果比较，证明提出的分析方法是可姿态进行计算分析，考虑静力平衡和弯矩平衡，但没行的[收稿日期】2011-02—18【基金项目]浙江省社

6、会发展重大科技项目资助(项目编号：2006C13094)；浙江省交通厅科技项目资助(项目编号：2007W04)[作者简介]李玉芬(1985一)，女，汉族，硕士，主要从事结构工程。吴剑国(1963一)，男，汉族，教授，主要从事结构力学。冯华(1982一)，男，汉族，助理工程师，主要从事结构工程。53第22卷第4期(总第130期)船舶Vo1．22No．42011年8月SHIP＆B0ATAugust，2011考虑船舶下水沿船的基线方向力的平衡。以船1船舶下水动力学分析的基线方向为轴向，将重力与浮力的合力投影到基线方向，考虑水摩擦力、纵向水动力、气囊摩擦1．1

7、下水过程中船体受力分析力等，则可以得出方程：船体在下水过程中的受力主要是：船体的重力．·L”=sin(0+o~)·(m·g-)一·一R一(1)水对船体的浮力，下水气囊对船体的支持力和摩擦式中：m为下水船舶的质量：力，水对船体的粘性阻力和因附加质量变化而产生为船舶下水的滑程．对其取二阶导数得”即的轴向质量力。如图1所示，是下水船舶各部分为船舶下水时轴向的加速度：重量的合力，沿船台方向的分力即为下滑力。浮力为气囊的滚动摩擦系数。是船体入水部分所受水静压力的合力；在下水过考虑船体转动平衡。即有各个力产生的弯矩之程不同的时刻。由船舶的前后吃水再通过邦金曲线和等

8、于船体转动惯量与转角加速度的乘积。则有关得到船舶排开水的体积，从而得到浮力和浮心位系式：置。气