船舶碰撞过程的数值模拟及试验研究.pdf

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1、第30卷第1期2011年1月浙江海洋学院学报(自然科学版)JournalofZhejiangOceanUniversity(NaturalScience)V01．30No．1Jan．，2011文章编号：1008—830X(2011)01-0071-06船舶碰撞过程的数值模拟及试验研究温小飞，卢金树，崔振东(浙江海洋学院海运学院，浙江舟山316000)摘要：船舶碰撞是船舶运输过程中可能导致严重后果的海事事故，是船舶安全方面的一个重要研究方向。船舶碰撞过程的研究主要从两个方面进行：数值模拟和试验研究。从运动控制方程、能量耗散方程和ALE模型人手详细地介

2、绍了船舶碰撞过程的数值模拟；从模型试验和局部结构试验现行流行的试验这些研究手段对实验研究进行了介绍和讨论。同时，提出了在现有条件下，船舶碰撞过程研究关键问题和可行的研究思路。关键词：船舶碰撞；数值模拟；试验中图分类号：U661．43文献标识码：ANumericalSimulationandExperimentalResearchofShipCollisionProcessWENXiao-fei，LUJing-shu，CUIZhen—dong(MaritimeSchoolofZhejiangOceanUniversity，Zhoushan316000

3、，China)Abstract：Shipcollisionisakindofmaritimeaccidentwhichmayresultinseriousconsequencesduringtheshippingprocess．Itisanimportantresearchprojectfortheshipsecurity．TheresearchofshipcollisionismainlyfromtwoaspecN：numericalsimulationandexperimentalresearch．BasedontheMotionControl

4、Equation，EnergyDissipationEquationandALEmodels，thenumericalsimulationofshipcollisionisdescribedindetails．Researchesarepresentedanddiscussedfromthepresentpopularexperimentmeans，modeltestandlocalstructuretest．Also，undercurrentconditions，thekeyproblemsandpossibleresearchideasofsh

5、ipcollisionprocessareproposed．Keywords：shipcollision；simulation；experiment船舶碰撞问题是航运业、造船业十分关注的重要研究领域之一，国内外的学者和研究机构都投入了很多财力、物力、人力开展各项研究。在国内，上海交通大学、海军工程大学、江苏科技大学等高校对船舶碰撞问题进行了比较深入的研究，其中顾永宁、王自力等对船舶碰撞和触礁从不同的方面进行了研究和探索。在国外，日本、韩国、美国、希腊等国家也一直在致力于该领域的研究工作，并形成了4个具有代表性的碰撞模型：SINMCOL(SimpIi

6、fiedCollisionModel)、DAMAGE、ALPS／SCOL、DTU(TechnicalUniversityofDenmark收稿日期：2020-11-20基金项目：浙江省教育厅科研计划项目(Y200908316)作者简介：温小飞(1977一)，男，浙江丽水人，讲师，研究方向：船舶碰撞损伤仿真与诊断．E—nrail：tove77@sina．com浙江海洋学院学报(自然科学版)第30卷model)。船舶碰撞事故发生会对船舶自身安全和海洋生态环境产生重要影响，船舶碰撞研究就是为了尽可能提高船舶抗撞性能和降低船舶碰撞后果。本文主要总结了国内外

7、在船舶碰撞过程的数值模拟研究和试验研究现状，讨论了船舶碰撞过程研究的技术思路和关键问题，提出了可供参考的研究建议。1数值模拟研究数值模拟主要是通过数学建模的方法对船舶碰撞过程进行描述，以研究不同边界条件和结构特性下，船舶碰撞过程的船舶运动规律和船舶碰撞损伤的形成、发展机理。目前，国内外研究人员主要是采用ANSYS、ABAQUS等不同的商用非线j生分析软件，对船舶碰撞过程进行模拟和分析；其主要数学模型和基本理论都是一致的。数学模型都是在一定假设条件下，根据力学、运动学等基本定理建立的，包括以下所述的基本控制方程。1．1运动控制方程一一船舶碰撞过程如图

8、1所示，ShipA为碰撞船，ShipB为受撞船，采用了双坐标系，Xc，儿)为碰撞点的坐标，a为初始碰撞角Fig．1度。假设