吴刚[1]2008年在《海洋工程结构振动与声学特性计算》文中提出本文以对海洋工程结构振动与声学特性计算为主体,内容主要涉及大型集装箱船中高频域振动及舱室噪声数值计算的建模方法的研究以及相关计算,以及海洋立管的涡激振动特性。结构超大型化、大舱室、大开口和弱扭转刚度等结构特点导致只能采用统计能量方法进行全船中高频域振动与噪声分析。另外,占总载重量和总容积绝大部分的集装箱的模拟、船舶装载状态等,对全船振动和噪声数值计算结果的影响也是必须考虑的。本文探讨了大型集装箱船统计能量分析模型的建模特点,通过考察子系统模态密度,确定了统计能量方法在集装箱船振动噪声预报中的适用范围。初步揭示了超大型集装箱船舱室振动、空气噪声分布与传播机理,为超大型集装箱船减振与声学设计与提供指导。随着世界范围内石油产业向深水进发的持续加温,过去十年中关于VIV的研究也越来越多。尽管在数值方法和试验研究方面作出了许多成就,但是我们对于VIV现象的理解仍然有限。同时,钢悬链线立管这一新的深水立管形式给VIV动力响应的预测和相应的抑制带来了新的挑战。因此,在接下来的日子里,深水立管的VIV研究仍然是海洋工程中最需要拓展的研究课题之一。本文中,对深水立管的VIV机理和背景做了简单的介绍,接下来对过去关于深水立管VIV的一些研究工作和成果做了些总结,包括已经存在的VIV分析工具的评估,数值方法以及试验研究的总结。同时,本文对于CFD技术对VIV相应分析的贡献做了比较多的介绍。最后是结论和未来发展方向的一些建议。
帅兵[2]2014年在《某集装箱船机舱和上层建筑的局部振动分析》文中进行了进一步梳理近年来，随着航运业的发展，主机功率和转速的提高，船舶吨位加大，致使船体振动问题日益突出。随着造船技术的进步，船体结构减轻，结构刚度也随之减小，更易激起较大的船体振动。随着国际海事组织（IMO）海上安全委员会（MSC）第90次会议批准了《船上噪声等级规则》修订草案，对《规则》适用的船型、船舶不同区域的噪声限值、舱壁和甲板隔声指数、噪声的测量仪器和测量方法等进行了修订，对船舶的降噪性能提出了更高要求。而船舶振动往往引起较大船舶振动噪音，因此船舶振动问题越来越被受关注，提高船舶抗振动性能是大势所趋。在船舶产品前期设计中，振动问题也被列入为首要考虑因素。船东对振动的性能要求也越来越高,以此提高船舶居住的舒适度。本文采用两种有限元方法对1700TEU浅吃水集装箱船进行了全船振动预报，通过计算出其固有频率，与ISO6954:2000标准的要求进行对比，找出有害振动点并作出预防和改进措施。随后采用GL船级社的GL.LocVibs局部振动分析软件对1700TEU浅吃水集装箱船的上层建筑进行局部振动分析，通过软件计算结果，调准结构布置，使其满足振动设计要求。最后通过在试航压载工况和船舶营运时的满载工况条件下，对1700TEU浅吃水集装箱船机舱和上层建筑进行了局部振动测试。两种实船振动测量结果均满足规范规则振动要求，验证了预报的准确性，也给船员提供了一个舒适良好的工作和生活环境。1700TEU浅吃水集装箱船作为广州文冲船厂目前最新一代标志性品牌支线型集装箱船，对该船进行一次全面的振动分析，保证该系列船的船舶性能具有重大的意义。
唐永生[3]2001年在《大型集装箱船上层建筑振动分析》文中研究说明本文主要对大型集装箱船上层建筑振动进行了研究，分为几个方面：1)集装箱船上层建筑整体振动的预报；2)集装箱船上层建筑局部振动的解析法计算分析；3)1714TEU集装箱船上层建筑振动的有限元计算；4)集装箱船上层建筑振动的实船测试。 首先，本文介绍了船舶上层建筑整体振动的两种预报方法，并用这两种方法分别对1714TEU集装箱船和5618TEU集装箱船的上层建筑整体振动进行了预报和对比。 其次，本文介绍了船舶上层建筑局部振动的两种解析法计算方法，并用这两种方法对5618TEU集装箱船上层建筑的局部结构进行了固有频率的计算和对比。 再次，本文用有限元方法对1714TEU集装箱船上层建筑整体振动进行了计算。 最后，本文论述了对1714TEU集装箱船上层建筑的振动测试。
罗昆[4]2015年在《上层建筑布置形式对大型集装箱船振动特性的影响分析》文中指出对于大型集装箱船,上层建筑的布置形式将直接影响其自振频率,当与外界激振力频率接近时将对人员的舒适性和结构的安全性产生重大影响。因此,对上层建筑进行振动分析已成为船体振动研究的重要内容。本文以9200TEU和8800TEU大型集装箱船为例,比较分析不同上层建筑布置形式对其振动频率的影响,为大型集装箱船上层建筑布置形式的选取提供了一些参考。
杨光, 林一, 刘亚冲, 王翀, 王春雪[5]2014年在《大型集装箱船上层建筑整体振动的分析方法》文中研究说明大型集装箱船上层建筑尺度向更高更短结构形式发展的同时,其固有振动频率的降低容易与螺旋桨、主机及外界的激振力产生共振,从而对船员的工作、生活环境及船体结构安全造成影响。如何分析该型船舶上层建筑的整体振动已成为船体振动研究的重要内容。以某9200TEU船为例,针对影响上层建筑整体振动的装载工况、结构范围、附连水质量及计算网格进行研讨,建立了若干有限元计算模型,推演多个模型结合设定工况的纵向、横向和扭转振动频率,进行大量的模拟计算,取得了分析上层建筑整体振动的可信依据。分析计算成果可供同类船舶在设计论证中参考。
姚熊亮, 张宜群, 厉艳才[6]2008年在《基于SVM的大型集装箱船上层建筑振动预测方法》文中指出基于支持向量机,采用RBF核函数,以某集装箱船上层建筑舱室振动为训练样本,建立了集装箱船上层建筑舱室振动的非线性回归模型,对该船上层建筑部分舱室振动进行预测。通过对上层建筑振动特征的分析,构造转换系数,提高了模型的通用性,并应用此模型对另一艘集装箱船上层建筑舱室振动进行预测。预测结果表明:应用SVM非线性回归模型对大型集装箱船上层建筑舱室振动进行预测是可行的,预测效果较为理想。
王春雪[7]2014年在《基于直接计算法的大型集装箱船振动设计研究》文中提出船舶是一种漂浮在水上的复杂的弹性结构,在其营运过程中受到多种外界激振力的作用产生整体和局部的振动。当船体固有频率与外界激振力频率接近时,容易发生共振,从而使船体产生强烈的振动,破坏船体结构;即便不发生共振,较大的振动响应,也会影响船员的工作和身体健康以及干扰仪表设备的正常工作。随着集装箱船不断向大型化发展,大功率低速柴油机以及大型螺旋桨的应用使得激振力频率接近船体固有频率,极易发生共振现象。因而在设计阶段,准确地预报大型集装箱船的总振动以及振动响应是十分必要的。本文以9200TEU大型集装箱船为例,对大型集装箱船进行了自由振动分析和受迫振动分析。主要研究内容为:首先,建立全船叁维有限元模型和一维船体梁模型,应用有限元法对该船进行了自由振动分析。考虑到大型集装箱船大开口的特性,本文通过构造变截面槽型梁,讨论了截面形状对一维梁固有频率的影响,提出了考虑截面形状影响的一维船体梁固有频率计算方法,计算结果表明,本文方法可行性好,具有较高的计算精度,在工程实践中具有实用价值。然后,通过讨论不同装载工况、模型范围、附连水质量模拟方法以及网格尺寸对上层建筑自由振动固有频率的影响,对该船上层建筑结构进行了自由振动分析。通过计算,提出了一种上层建筑简化模型,以及相应的修正系数。本文方法兼顾了计算精度和计算效率,在工程应用中具有一定的实际意义。最后,对该船进行了全船受迫振动分析,讨论了主要激振力的成分(螺旋桨激振力和主机激振力)以及相应的求解方法与施加方式,确定了船体的结构阻尼,比较了IS06954(2000E)评估衡准和IS06954(1984E)评估衡准,并应用两种衡准对全船振动响应进行了评估,结果显示该船的振动响应满足衡准值,且两种衡准的评估结果基本相同。本文计算方法合理,对该类型船在工程实践中的振动响应评估有重要的参考意义。
张宜群[8]2008年在《基于SVM的船舶上层建筑舱室振动预报研究》文中研究指明应用支持向量机(SVM)理论中的非线性回归预测法,分别对大型集装箱船和散装货船上层建筑舱室振动进行了预测。对国内外关于船舶振动预报方法进行归纳总结,本文首次将SVM非线性回归预测方法应用到船舶上层建筑舱室振动预测中。对振动的基础知识、船舶的主要振源及其传播途径和特点进行阐述,为后续的振动预测提供理论依据。通过174000吨散装货船实测振动数据进行分析,得到船舶振动特点和主要振源,为振动预测振动源的选取提供了依据。应用MATLAB软件编写SVM非线性回归程序,并通过参考文献中的算例进行验证,然后以5618箱集装箱船数据为样本,建立上层建筑舱室振动的SVM非线性回归预测模型,构造转换系数。应用预测模型,分别对5618箱集装箱船、4100箱集装箱船和174000吨散装货船上层建筑舱室振动进行预测。通过预测值与实测值的对比分析,验证方法的可行性。
王智群[9]2016年在《某94.8m集装箱船的振动分析与噪声预报》文中认为船舶振动剧烈时,不仅会造成船舶局部结构受损、船载设备失灵,还会影响到船舶舒适性和船员健康,所以对船舶的振动与噪声进行控制非常必要。以往,人们主要采用规范或书籍所列经验公式对船舶的局部振动进行简陋粗略的估算,这难于满足振动噪声控制的要求。随着计算技术的进步,有限元和统计能量等方法成为分析预报复杂船舶振动特性和结构噪声的有力工具。本文以某94.8m集装箱船为研究对象,针对满载标箱出港和压载到港两种工况,用有限元法对目标船进行全船叁维建模,并分析该船的固有振动特性,得到固有频率和振型。然后,以螺旋桨诱导的表面力为激振力,进行船舶振动响应预报,得到两种工况下艉部及上层建筑不同位置的速度和加速度响应值,并与规范要求对比;又使用统计能量法,对船((尾))部及上层建筑舱室的噪声级进行预报。结果表明,目标船在正常航行时,结构振动辐射噪声对艉部及上层建筑舱室的声压起主要贡献作用。本文的预报结果为目标船舶的初步设计中考虑减振降噪措施提供了参考依据。本文所使用的方法和工具为今后开展实船振动与噪声预报工作有一定的借鉴作用。
殷玉梅[10]2015年在《船体振动固有特性及螺旋桨脉动压力预报方法》文中提出船舶是进行水上运输和海洋开发的重要工具,船舶在航行过程中总会受到主机、螺旋桨和波浪等外界激励的作用。船体结构在这些激励的作用下,会发生不同程度的振动甚至有害振动。过大的振动可导致结构发生疲劳破坏,影响人员的身体健康和仪表设备的正常使用。为了避免船舶发生有害振动,需要在设计阶段较准确地预报船体结构的固有频率及螺旋桨脉动压力。本文主要针对船体振动固有特性预报及螺旋桨脉动压力预报进行研究,论文主要完成以下几部分工作：1)对船舶结构上的设备建模方法进行研究,分别采用集中质量模型、杆模型和空间结构模型来模拟船舶结构上的设备,通过对几种常用模型的分析,在杆模型的基础上利用刚度等效法提出了一种较为实用的等效模型。参照上层建筑对船舶总体振动固有频率影响系数计算公式的形式,给出设备对船体局部振动固有频率影响系数的计算公式。数值算例结果表明,采用本文给出的等效模型和设备对局部振动固有频率影响系数计算公式可以较准确地计算船体局部振动固有频率。2)对船舶上层建筑整体纵向振动固有频率预报进行了系统地研究。首先对船舶上层建筑整体振动有限元建模方法进行研究,讨论了不同计算模型、边界条件、附加水质量以及装载情况对上层建筑整体纵向振动固有频率的影响,对于上层建筑整体振动有限元分析得到了一些有益的结论,并给出了较为实用的计算模型。考虑更多的影响因素,提出了一种新的船舶上层建筑整体纵向振动固有频率预报公式,重点研究了上层建筑刚体回转振动固有频率计算公式中等效刚性系数的取法,给出了等效刚性系数曲线；并对剪切振动固有频率计算公式进行了修正,得到考虑弯曲振动影响的修正系数计算公式。智能方法具有很强的辨识能力,能够很好的处理不确定性和非线性问题,可以应用智能方法预测船体振动固有频率。支持向量机(Support Vector Machine, SVM)与其它智能方法相比具有小样本学习、全局寻优和泛化能力强等特点,能较好的解决小样本和非线性等实际问题。本文应用SVM对船舶上层建筑整体纵向振动固有频率进行预测,取得了比较好的预测效果,为船舶上层建筑整体纵向振动固有频率预报提供了一种新思路。3)对于船舶总体垂向振动固有频率预报,提出了一种新的船舶总体垂向振动固有频率预报公式。以Timoshenko梁理论为基础,引入剪切系数来修正剪力均匀分布假设,得到两端自由等直梁固有频率计算公式；根据大量船舶总体垂向振动固有频率实测数据,按照两端自由等直梁固有频率计算公式的形式,采用统计分析方法,得到船舶总体垂向振动固有频率计算公式,为船舶总体垂向振动固有频率预报提供了一种新方法。应用SVM对船舶总体垂向振动固有频率进行预测,考虑到影响船舶总体垂向振动固有频率的参数较多,利用灰关联分析理论建立船舶主要参数和垂向振动固有频率之间的灰关联模型,通过计算各参数的灰关联度,来确定各参数对船舶总体垂向振动固有频率的影响大小；将关联度大的参数作为SVM的输入数据,取得了比较好的预测效果,为船舶总体垂向振动固有频率预报提供了一种新思路。4)采用CFD方法对螺旋桨诱导的船体表面脉动压力进行预报。对船体和螺旋桨进行整体建模,基于Workbench平台进行双向流固耦合分析,计算得到船体表面脉动压力幅值。将CFD方法计算得到的螺旋桨诱导的船尾脉动压力幅值与试验值进行比较,两者结果较为接近,采用CFD方法可以较准确地预报螺旋桨诱导的船体表面脉动压力。船体振动预报涉及到结构动力学、弹性力学和流体力学等多个学科领域的交叉,本文对船体振动预报进行了较系统地研究,为船体振动固有频率预报提供了一些新方法和新思路。
参考文献：
[1]. 海洋工程结构振动与声学特性计算[D]. 吴刚. 上海交通大学. 2008
[2]. 某集装箱船机舱和上层建筑的局部振动分析[D]. 帅兵. 华南理工大学. 2014
[3]. 大型集装箱船上层建筑振动分析[D]. 唐永生. 哈尔滨工程大学. 2001
[4]. 上层建筑布置形式对大型集装箱船振动特性的影响分析[J]. 罗昆. 船舶工程. 2015
[5]. 大型集装箱船上层建筑整体振动的分析方法[J]. 杨光, 林一, 刘亚冲, 王翀, 王春雪. 船舶与海洋工程. 2014
[6]. 基于SVM的大型集装箱船上层建筑振动预测方法[J]. 姚熊亮, 张宜群, 厉艳才. 中国造船. 2008
[7]. 基于直接计算法的大型集装箱船振动设计研究[D]. 王春雪. 哈尔滨工程大学. 2014
[8]. 基于SVM的船舶上层建筑舱室振动预报研究[D]. 张宜群. 哈尔滨工程大学. 2008
[9]. 某94.8m集装箱船的振动分析与噪声预报[D]. 王智群. 华南理工大学. 2016
[10]. 船体振动固有特性及螺旋桨脉动压力预报方法[D]. 殷玉梅. 大连理工大学. 2015
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