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三体船波浪载荷计算及其应用 兰林涛，李辉 (哈尔滨工程大学船舶工程学院，哈尔滨150001) 摘要 本文应用三维线性势流理论，对一艘三体船进行波浪载荷计算，得到了该三体船在规则波中的响应； 进一步通过概率分析，得到了三体船剖面载荷的长期预报值，并对此进行了分析研究；在此基础上，确定 了用于三体船船体结构强度评估的设计载荷，对三体船的结构强度进行了评估。 关键词：三体船；波浪载荷；强度评估 1 引言 随着世界航运的发展，各种高性能船舶不断涌现，其中多体船拥有较大的甲板面积和容量等其 他出色性能，日益受到各国造船界的关注。三体船作为多体船的一种，其水下结构由一个细长的中 体和两个片体组成，两个片体通过连接桥与中体连接。这样的结构特点使得三体船连接桥处的波浪 载荷和结构强度倍受人们的关注。另外，由于三体船的中体比较细长，横剖面的垂向载荷比较突出， 也是人们关注的重点。目前，国际上三体船数量还比较少，国内三体船的建造才刚刚起步，对三体 船的研究还不成熟。因此，本文对三体船的波浪载荷和结构强度的研究具有非常重要的意义。 本文将采用三维势流理论，计算三体船的波浪载荷，对连接桥处和中体的剖面载荷进行研究分析， 根据研究结果确定一组设计波。然后计算设计波下的波浪载荷，将设计波下的波浪载荷传递到Patran 环境下的结构有限元模型上进行强度计算，根据计算结果对其结构强度进行了校核。 2基于三维线性势流理论的运动及波浪载荷计算 图2．1面元模型 图2．2质量模型 叠誓_盏番叠盂工盆盈：一 磊 黪j- 图2．3纵向剖面载荷计算位置 图2．4横剖面载荷计算位置 555 采用三维线性势流理论，应用DNV／WADAMtll软件计算该三体船在波浪中的运动和响应，计算 的装载状态为正常排水状态。 2．1水动力模型 model)如图2．1所示，由1184块水动力网格组成。质量模型 三体船的水动力面元模型(panel (massmodel)如图2．2，根据全船的质量分布，将全船分为464个质量块，根据每个质量块的大小 和具体位置建立了质量模型。 由于三体船结构特殊性，计算剖面载荷时，需要考虑连接桥处的纵向剖面和中体的横向剖面。 该三体船连接桥的横向坐标为2．8—5．6m，间隔0．4m取一个纵向剖面，如图2．3所示。考虑到三体船 的中体比较细长，横剖面的垂向载荷比较突出，沿船长方向选取的横剖面如图2．4． 2．2环境参数 三体船在规则波中响应的环境参数： 浪向：0*-360。，间隔为30。； 频率：0．2rad／s．3．Orad／s，间隔O．05rad／s(考虑具体航行海域和主尺度)； 海域：无限航区深水域； 三体船结构的特殊性，使得其横摇性能优于其他单体水面船，在计算其在规则波中的响应时， 横摇阻尼的修正系数取为0．08。 2．3规则波中的响应 2．3．1全船运动响应 该三体船在规则波中的6自由度运动响应如图2．5～图2．10所示： ^r甲l～Lu如口f～…●V盯～南L● ^忡【‘Lud●oIR●●口om●Vor～口bL● ∞ !一 {。 二 ：