一、油轮安全操作模拟船设计（论文文献综述）
师馨杰[1]（2021）在《基于流固耦合方法的船-冰碰撞及极限强度研究》文中进行了进一步梳理随着全球气候变暖,北极海冰面积迅速减少,这使船舶在北极航道的航行成为可能。美国地质调查局的数据表明,北极地区储存着超过十分之一的未探明石油储量和约三分之一的未探明天然气储量,未来若要开发利用这些丰富的资源,则需要使用浮式生产储油卸油装置（FPSO）。但是相关研究表明,在二十一世纪中叶之前北极地区仍会存在大量冰山,在这种背景下,一旦FPSO与冰山发生碰撞,不仅会对船舶自身结构造成严重的损坏,还可能造成北极地区环境的污染甚至会威胁到船员的生命安全。因此,有必要对船冰碰撞问题开展相关研究。此外,相关碰撞事故表明,船冰发生碰撞后在对其进行救援时,可能会因为其结构承载力不足而造成二次破坏,带来巨大的经济损失。因此,研究碰撞后的船舶极限强度也显得尤为重要,可以为极区浮式生产储油卸油装置的建造及发生事故后的救援方案提供一些具有价值的参考。在船冰碰撞方面,本文使用非线性有限元软件LS-DYNA和LS-Prepost软件进行求解和后处理。首先,本文采用恒定附加质量法和流固耦合法对小尺度的碰撞模型进行数值模拟,并与实验结果进行对比,比较两种方法计算结果的准确性,确定二者的适用范围并分析造成差异的原因。其次,以FPSO某一油舱作为被撞击对象,采用流固耦合法计算冰山以不同速度、不同角度撞击FPSO或者不同形状、不同质量的冰山与FPSO发生碰撞后舷侧结构和冰山的变形破坏情况、碰撞力大小和各构件吸能情况,研究碰撞力随速度、角度等的变化趋势,确定出较为危险的工况,为极区油气开发奠定基础。在极限强度方面,本文使用有限元软件ANSYS进行计算,采用的方法为非线性有限元法。首先,以Nishihara箱型梁作为模拟对象,计算其极限强度并与实验和相关文献进行比较,确保该方法的准确性。其次,使用上述方法计算FPSO某一舱段模型的极限强度,得到该完整舱段在两种不同状态下的极限弯矩,将此计算结果作为基础,用于后续比较碰撞前后极限强度的变化情况。最后,为了保证船舶破损后极限强度计算结果的准确性,本文通过LS-DYNA计算得到碰撞后模型的变形结果,在LS-Prepost中对碰撞区域部分单元进行处理后将相关节点单元信息导入至ANSYS,使用该真实的碰撞模型进行破损后船舶的极限强度计算,并将该结果与碰撞之前的结果进行比较,得出碰撞后极限强度的变化情况,为船舶碰撞之后的救援提供参考。
杨春[2]（2021）在《限制水域内船舶水动力性能数值研究》文中研究表明船舶的大型化,智能化和快速化已是当今和未来的发展趋势。为满足航运公司对经济效益的要求,造船公司不断对船舶的主尺度进行增加;而相对来说,内河航道、码头以及运河等航道的整治速度却相对较慢。从大型船舶的角度来看,由于水深浅,航道宽度窄,因此这类航道被称为限制水域。当大型船舶航行在限制水域内时;由于船体底部或者左右两侧流场被压缩,水流速度加快,压力下降,使船体水动力发生显着变化,引起船舶剧烈的摇摆。如果操作不当,航行船舶极有可能发生安全事故,造成不必要的经济损失,因此有必要对大型船舶在限制水域中航行时复杂的粘性流场和水动力变化进行数值研究。本论文主要以国际拖曳水池公布的标准油轮船型KVLCC2为研究对象,利用商业软件STAR-CCM+软件,将船模六自由度固定,通过求解RANS方程,对船舶的复杂粘性流场和水动力性能进行了数值仿真。首先,对裸船体在限制水域航行所受到的浅水效应和岸壁效应进行了数值模拟。为了验证本文的数值和网格划分方法的可行性,先进行了网格无关性验证、湍流模型验证、不同水深下的阻力系数以及浅水条件下船尾流场进行了数值验证。之后分析了不同的水深、船-岸距离和航速对水动力、船体表面压力和自由兴波的影响,并着重分析了船尾伴流场的偏移情况,总结了一定的变化规律。然后,引入螺旋桨和方向舵,结合滑移网格技术,数值模拟了船-桨-舵一体在限制水域内航行时的水动力和粘性流场。首先,进行KVLCC2船-舵一体阻力、螺旋桨敞水性能和船-桨-舵一体自航性能数值验证,与试验值吻合较好;并对船-桨-舵一体自航进行了网格无关性验证,验证了滑移网格处理螺旋桨旋转的可靠性。然后,进行了有桨和无桨时船-舵一体的船体水动力、船体表面压力和自由面兴波的对比。最后,对螺旋桨的轴承力、舵力、脉动压力以及螺旋桨涡量场演化的流场细节进行了数值仿真,进一步解释了船舶在限制水域航行时船舶水动力性能受不同水深和船-岸距离的影响。本文结合滑移网格技术,综合考虑自由液面和流体粘性的影响,对限制水域内航行船舶的船体周围复杂流场和水动力性能进行了数值模拟,仿真结果较为真实的解释了船舶在限制水域中航行时的水动力和流场变化,有助于提高人们对船舶在限制水域航行时船舶水动力性能和复杂粘性流场的认知。
沈浩生[3]（2020）在《面向轮机模拟器的船用大型二冲程柴油机建模方法研究》文中认为本文以建立一类能够同时满足轮机模拟器对仿真速度与仿真精度要求的船用大型低速二冲程柴油机工作过程数学模型为课题中心内容,重点研究了船用大型压气机质量流量与等熵效率的建模方法以及发动机平均值模型无法预测缸内压力的解决方法,同时结合作者多年的实际项目开发经验,对轮机模拟器中主机仿真系统的开发流程与实施方案进行了详细的介绍与总结,对其中涉及到的关键技术进行了探讨,完成了理论向实践的转换。压气机模型对于涡轮增压发动机整机模型的稳态仿真精度与瞬态响应能力均具有重要的影响,而目前文献中尚无关于各类压气机质量流量与等熵效率模型在船用大型压气机中的适应性对比研究。为了揭示它们在船用大型压气机不同工作区域的预测精度与外推能力,并更好的服务于轮机模拟器中主机仿真系统的开发,以两台具有不同尺寸、流量范围与转速范围的船用大型压气机为研究对象,对比、分析了一些经典的以及近些年所提出的压气机质量流量与等熵效率模型对压气机性能图谱中已有样本数据点的预测精度以及向非设计工况区域的外推能力。在所得到的对比分析结果基础上,总结了各类压气机模型的优势与劣势,凝练了若干指导性意见,可供同领域的科研人员参考。此外,还提出了一种基于涡轮机械Euler方程的压气机叶片直径估算方法,该方法仅需利用压气机的性能图谱作为输入数据。在以A270-L59型、TCA88-25070型与TCA55型这三台具有不同尺寸大小的船用大型压气机为测试对象时,估算结果的相对误差不超过1%,展现出了令人满意的估算精度。针对查表法外推结果不可靠以及单一的曲线拟合法在压气机不同工作区域的预测与外推精度不一致的问题,提出了一种压气机质量流量的分区域建模方法。该方法以压气机的性能图谱为基础,首先通过定义区域划分标准,将其整个工作区域划分为设计工况区、低转速区、高转速区与低压比区,然后为每个区域选择预测或外推精度最高的模型。为了防止压气机的运行点在由其它区域进入低压比区时可能出现的不连续间断点,应用了一种曲线融合方法,可保证等转速线的平滑过渡。该建模方法充分利用了已有压气机质量流量数学模型的优势,既能够准确地预测设计工况区域内的已有样本数据点,又能够合理、稳健地外推至非设计工况区域。对Hadef等熵效率模型进行了改进,即利用压气机性能图谱中已有的等转速线将“质量流量-实际消耗比焓”平面划分为若干区域,再分别进行模型参数的校正,因此能够更加准确地描述压气机在不同转速范围内的工作特性。相比原模型,改进后的Hadef等熵效率模型能够有效提升对性能图谱中已有样本数据点的预测精度,同时展现出了令人满意的外推能力。在MATLAB/Simulink仿真环境下,以MANB&W7S80ME-C9.2型船用大型低速二冲程柴油机为研究对象,建立了主机工作过程仿真模型。给出了一种模型参数的校正方法,能够有效平衡主机仿真模型在各负荷条件下的仿真精度。通过开展稳态与瞬态仿真实验,验证了主机工作过程数学模型的正确性与合理性。对发动机平均值模型进行了简化,移除了主机工作过程数学模型中用于计算扫气箱内工质温度的微分方程,并假设扫气温度时刻等于空冷器的空气出口温度,经验证该简化方法并不会对主机各主要性能参数的稳态仿真精度与瞬态响应能力造成明显影响,从而可在一定程度上加快主机仿真模型的计算速度,同时为轮机模拟器中其它机电设备数学模型的细化提供空间。根据二冲程柴油机在换气过程中缸内压力曲线的特点,对一类适用于四冲程火花塞点燃式发动机的气缸压力解析模型进行了修正,即利用两个线性函数来计算换气过程的缸内压力,使之可适用于船用大型二冲程柴油机。为了取得令人满意的预测精度,利用实船测量数据与容积法模型生成的仿真数据对气缸压力解析模型中的模型参数进行校正,包括压缩与膨胀多变过程的多变指数、压缩多变过程参考点的温度与压力、燃烧效率系数以及Wiebe函数中的模型参数。将校正后的气缸压力解析模型与平均值模型相耦合解决了平均值模型无法预测缸压曲线的缺点,通过与实测示功图相对比,可发现能够很好地模拟船用大型二冲程柴油机工作循环内各阶段缸内压力的变化趋势以及较为准确地预测压缩压力与爆发压力及其曲轴转角位置。通过调整气缸压力解析模型与平均值模型的计算频率,解决了二者计算速度不一致的问题,实现了二类模型的同步。相比“容积法-平均值”混合模型,所建立的“气缸压力解析模型-平均值”混合模型在取得相近仿真速度的前提下,能够更加真实地反应缸内压力的瞬态响应过程。最后,以建立与验证的船用大型低速二冲程柴油机工作过程数学模型为基础,开发了超级大型油轮轮机模拟器中的主机仿真系统,并基于WPF技术完成了相应二维仿真界面的设计与制作,实现了分辨率自适应与局部缩放这两类实用功能。此外,对仿真界面程序与仿真模型程序的运行与刷新机制进行了优化,提升了仿真系统的运行流畅性与实时性。
葛媛[4]（2020）在《二维离散方法的破冰船层冰破冰阻力数值预报》文中指出冰荷载是冰区航行船舶的主要荷载,估算破冰船整体和局部所受冰荷载对于研究破冰船冰区航行性能十分重要。本文根据连续破冰过程,运用编程语言对破冰过程进行数值模拟,并借助LS-DYNA软件对破冰船首部变化对破冰过程的影响进行研究分析。本文主要内容包括:1.对海冰部分物理性能及力学性能进行总结,在此基础上对破冰船破冰模式进行分析研究,并对破冰过程进行一系列理想化假设,简化破冰过程。2.对破冰过程所涉及的数值理论进行详细阐述,建立破冰船破冰运动离散化二维模型。根据简化后的连续破冰过程,运用编程语言,模拟理想状态下破冰船在层冰条件下的运动过程,计算破碎力,建立完整的破碎力算法流程图。在此基础上,考虑船首部分碎冰运动引起的浸没阻力,对破碎力进行修正,计算修正后破冰阻力,研究破冰船在破冰过程中的冰阻力变化及其特点。3.对Spencer算法、Lindqvist算法和Riska算法进行整理,并运用VB语言进行编程,编写基于经验公式的冰阻力计算软件。将经验算法结果与数值模拟结果进行对比分析。确定数值计算中经验参数的取值,并分析经验参数变化对数值计算的影响。同时,对数值模拟结果的准确性进行验证,计算破冰过程中海冰弯曲脱落后的形状及不同航速冰厚下的破冰时历曲线,并进行分析研究。结果表明:考虑浸没阻力后的数值方法模拟结果更加准确可靠,且随船速及冰厚的增加,破冰阻力呈上升趋势,其中冰厚hi对破冰阻力的影响更加显着。4.为探究船首部艏柱倾角及水线角对破冰阻力的影响,建立三棱柱模型模拟船首部的变化,以三棱柱顶角模拟水线角变化,以三棱柱与层冰夹角模拟艏柱倾角变化,建立三棱柱-层冰运动模型。为探究模型大小与破冰阻力的影响关系,将模型按比例放大一倍,与原模型计算结果进行对比分析。结果表明:当模型放大一倍后,破冰阻力为原模型的2倍左右,水线角增加会引起破冰阻力增加速率上升,艏柱倾角考虑存在最优角度情况。
王永进[5]（2019）在《锚地原油过驳所需锚抓力及缆绳碰垫强度核算》文中提出随着航运市场竞争的日益加剧,为了降低运输成本,油轮不断向大型化发展,VLCC、ULCC已成为国际原油运输的主力。然而,受港口航道水深限制,绝大部分港口无法满足VLCC、ULCC等大型油轮直接满载进港卸货的要求,因此,大型油轮必须在港外深水水域减载甚至完全卸载才能完成卸货。其中一种主要的减载形式是锚地原油过驳。对于这种原油过驳,经受风、流、浪的考验是必然的,为了防止船舶走锚,保持过驳作业船绑固牢靠,船间不发生触碰,母船需要抛出足够长度的锚链,过驳船组需要安置足够强度的缆绳和碰垫,来有效对抗风、流、浪的冲击。本文就是研究如何确定出链长度、如何确定缆绳、碰垫规格和数量的问题。首先,本文介绍了风、浪和流等因素施加给船舶载荷的计算方法。然后,介绍了锚抓力计算公式,并举例对抗衡外力所需的出链长度进行了核算,在这个核算过程中,以山东莱州港海区原油过驳典型船组合为例,先根据相应规范的数学模型和相关参数对作用于船舶的风、流、浪载荷进行了具体数值运算,然后核算出所需的抛锚链长,较清晰的展示出在计算锚链长度时分析方法及运算过程。最后,本文又以莱州港原油过驳为例介绍了为抵抗风浪流的影响及吸收子船靠泊母船的能量,原油过驳船组合所需的缆绳和碰垫的规格和数量的计算方法,完成了所需缆绳碰垫强度的核算。对于上述锚抓力和缆绳碰垫强度核算,基于Microsoft Excel还编制了相应计算软件可用于锚链长度和缆绳碰垫数量的快捷计算。本文所提供的锚地原油过驳母船锚抓力和缆绳碰垫强度核算方法及核算软件,可以为海上原油过驳作业的风险分析和对策研究提供实际操作的技术参考,其计算结果可为相关船舶在确定锚泊出链长度、选取缆绳、碰垫提供依据。
李晓冬[6]（2019）在《LNG船事故状态结构综合安全评估方法研究》文中研究说明国际海事组织（International Marine Organization,IMO）为了提高海上航运的安全水平,从2002年开始推动基于目标的规范体系（Goal Based Standard,GBS）,并提出用安全水平法（Safety Level Approach,SLA）逐步取代基于经验的规定性标准。在安全水平法的推动下,面向单船的风险设计方法在新船设计建造中将发挥更大的作用。综合安全评估（Formal Safety Assessment,FSA）是实现安全水平法的通用工具,但FSA方法体系在船舶风险设计中应用时仍然存在很多问题,例如缺乏针对船体结构系统的风险分析模型,没有针对结构风险的评价衡准,缺乏有效的决策工具为风险控制方案选择提供支持,等等。这些问题已经成为限制SLA法推广的关键因素。在此背景下,上海交通大学海洋工程国家重点实验室与中国船级社、大连海事大学等单位共同承担了工业与信息化部高科技船舶科研项目“FSA/SLA方法研究”和“FSA/SLA应用研究”等课题的研究;作为上述课题的重要组成部分,文本旨在研究如何改进目前的FSA方法体系,使之更加符合船舶风险设计对结构安全评估的需要,为在船舶设计过程推广SLA探索切实可行的途径。液化天然气船（Liquefied Natural Gas,LNG）船是保证我国能源战略安全的核心装备,该船型设计建造过程技术密度高、难度大,设计方案创新改造的空间广;而且,该船型具有危险的超低温液货和复杂的围护系统,导致安全评估中非传统影响因素多,不确定大。因此,本文选择LNG船作为研究目标,针对船体结构建立事故后风险分析模型,以及相应的风险评价衡准;探索改进FSA成本-效益指标和风险决策方法的途径,取得了积极的成果。论文主要研究工作如下:（1）用可达矩阵为IMO海事安全委员会（MSC）提出的15类船舶结构安全要素建立递阶结构模型,系统分析各类要素在安全系统中的作用以及逻辑关系;同时对比研究海洋工程结构风险设计的经验,分析船体结构事故状态安全评估的必要性、主要任务和技术路线;在此基础上提出船舶结构风险设计的流程,并分析该流程对FSA方法体系的具体要求。（2）研究利用有限元分析软件模拟事故状态LNG船体温度场分布的方法,以及基于ABAQUS非线性有限元工具模拟受损船体剩余极限强度的方法;探索模拟事故状态LNG泄漏导致的船体结构温度应力和低温冷脆破坏等超低温效应的方法。（3）为了分析事故后受损船体结构失效风险,建立了BBN-SRA模型,利用该模型分别对No.96薄膜型LNG船和SPB型LNG船搁浅事故后船体崩溃风险进行了定量分析。（4）提出面向船体结构事故后失效风险的衡准指标:PSF值和F-S曲线;研究利用ALARP原则确定可容忍风险界限的方法与步骤;分析新型船舶在全生命周期内风险评价衡准的动态修订过程。为SPB型LNG船搁浅事故后船体崩溃风险制定评价衡准,并对该船型进行了结构风险评价。（5）使用风险效用理论改进FSA中经典的成本-效益分析（Cost Effectiveness Analysis,CEA）模型,使其可以考虑决策者风险态度的变化。使用改进后的方法对LNG船的风险控制措施进行了CEA分析,验证了基于风险效用CEA模型的有效性。（6）提出基于风险评价结果动态选择多指标体系、对风险控制措施进行优化选择的思路;对比研究“效用函数综合评价”和“模糊综合评价”两种经典方法,选择前者作为多指标综合评价的理论基础,并使用灰色关联分析模型对该综合评价方法进行改进;研究了使用综合权重法对多指标体系进行赋权的问题。使用上述方法体系分别对LNG船和油船的风险控制方案进行了优化排序分析,验证了该方法的有效性。本文开展的一系列创新性研究,改进了传统的FSA方法体系,使其更适合在船舶结构风险设计中使用。具体来说,为了使FSA能够用来评估船体结构事故状态失效风险,主要的创新研究包括:（1）建立了BBN-SRA模型分析事故后船体结构失效风险。新模型中,结构可靠度分析（Structural Reliability Analysis,SRA）模块考虑随机海浪、结构抗力等常规随机变量对结构失效的影响,贝叶斯网络（Bayesian Belief Networks,BBN）则可以模拟船底损伤状况、海水涌入、LNG泄漏等事故随机变量对结构失效的影响。（2）利用BBN逆向推理算法开发了BBN-SRA模型的另外两类功能:主要风险因素诊断和利用新证据快速估计事故后果。（3）在计算受损船体剩余极限强度时,研究了模拟事故状态下LNG泄漏导致的超低温效应的方法。（4）提出了事故后船体结构失效风险的衡量指标PSF值和F-S曲线,并研究了确定结构风险衡准的方法。为了使FSA能为风险设计过程提供更科学系统的决策支持,主要的创新研究还包括:（5）提出了利用船舶事故风险的效用化与反效用化过程确定等效事故损失的算法,为在设计方案的CEA分析中考虑决策者风险态度提供了解决方案。（6）为了对风险控制措施进行优化决策,提出动态的多指标评价体系,以及基于灰色关联理论的综合评价模型;在对多指标体系赋权时,研究了基于“层次分析-博弈论”模型的综合赋权方法。
周青文[7]（2019）在《船舶礁石搁浅下船底板变形与损伤特性研究》文中研究表明船舶搁浅是船舶航行面临的主要风险之一,尤其对于尖锐礁石,往往直接破坏船底板结构,威胁船上人员生命财产安全,对环境造成巨大的污染。因此,搁浅下船底板结构损伤特性的研究对于评估搁浅船舶的结构安全性具有重要意义。本文从涉及流固耦合作用的湿搁浅问题和不考虑船体外部水影响的干搁浅问题两方面入手,采用实验方法和数值仿真方法对礁石搁浅场景下的船底板结构变形损伤特性进行了研究,探讨了摩擦力、礁石形状、板厚、加筋板形式、礁石搁浅位置和多礁石搁浅等因素对船舶搁浅损伤的影响规律。本文主要的研究内容如下:（1）开展了板材准静态切割实验,用来模拟礁石切割船底板的过程。实验中采用圆锥形礁石切割低碳钢薄板,获得了试板的变形损伤特征和水平切割力-切割长度曲线。实验过程中通过改变礁石的切割深度以及礁石与试板之间的摩擦系数,探究了搁浅深度和摩擦力对船底板搁浅损伤的影响。根据实验结果综合分析了试板的典型变形损伤特征,定量分析了摩擦对水平切割力的影响。（2）采用有限元软件ABAQUS对板材准静态切割过程进行了数值仿真模拟,对比实验和仿真计算结果,验证了仿真方法的准确性,并对礁石的垂向切割力以及试板稳定切割段的变形损伤截面进行了分析。在此基础上,对船底板搁浅损伤开展参数化仿真研究,探讨了礁石形状、试板厚度以及试板加筋形式对船舶搁浅力和船底板变形损伤的影响规律。（3）在试验水池中开展了系列的船模搁浅实验,研究了考虑船舶内部动力学和外部动力学耦合作用的搁浅问题。实验中主要对船模搁浅速度、礁石横向搁浅位置以及搁浅礁石形状等影响因素进行了研究,获得了船模搁浅时的空间运动轨迹和船模水平搁浅力,综合分析了三种不同类型的船底板搁浅损伤。此外,对比了相同切割深度下的船模动态搁浅实验和板材准静态切割实验结果,分析了试板在动态和准静态切割时的变形损伤和抵抗力。（4）采用ABAQUS中的耦合欧拉-拉格朗日分析法（CEL法）对船模搁浅过程进行了流固耦合仿真模拟,通过对比仿真和实验结果验证了仿真方法的可靠性。在此基础上,对船舶多礁石搁浅损伤进行了仿真模拟,对比了单礁石搁浅和多礁石搁浅场景下船舶的运动响应及船底板损伤情况。
王哲凯,陈磊[8]（2018）在《船舶操纵模拟器在通航安全评估中的应用》文中提出文章简要论述了运用船舶模拟器进行仿真试验在通航安全评估中的的必要性、优势及其生成电子海图、模拟外界环境、确定模拟船型、制定模拟方案、分析模拟结果等系列通航安全评估的一般步骤。在结合实例的基础上,应用模拟试验的方法对航道扩能工程设计方案进行了验证,对模拟结果进行了分析和评价。
刘晗[9]（2017）在《船舶近岸壁航行操纵性水动力与运动稳定性研究》文中认为在贸易全球化的背景下,现代船舶朝着大型化、高速化、适应各类水域航行等特征发展。这使得船舶在港口、海峡、入海口、内河航道及运河等属于近岸、浅水的限制水域的活动密度加大,船只的航行安全问题变得更加突出。国际海事组织（International Maritime Organization,IMO）已经着手制定限制水域中的船舶操纵性衡准的初步方案,这必然会对船舶操纵性能提出更高的要求。船舶在近岸壁水域航行时,岸壁效应和浅水效应对船体产生岸吸力和艏摇力矩,因而对船舶运动产生显着影响。另一方面,近岸壁航行的船舶航速通常低于设计航速,在这类水域航行时需要保证较好的航向稳定性。因此本研究以超大型油轮和潜艇为研究对象,对近岸壁水域航行船的操纵运动水动力和操纵稳定性特征进行试验研究和数值计算,并讨论近岸壁环境下船舶航迹控制问题.以期对船舶近岸操纵运动的水动力特性和变化机理、操纵稳定性的衡量与保持有深入理解,为指导实际船舶的航行操纵和控制提供理论依据。首先,将岸壁效应水动力以非对称水动力导数进行表达,建立近岸壁船舶操纵性运动模型。然后根据线性控制理论将操纵性运动模型对外界干扰的运动响应分成稳态分量和瞬态分量,从而导出近岸壁操纵运动稳态方程和运动响应瞬态方程,再由瞬态方程组推导出判定直线稳定性和方向稳定性的判定衡准,同时对舵角施加比例微分（Proportional–Derivative,PD）控制,反推得到满足方向稳定性的增益系数区间。为得到运动方程中的各项水动力导数,采用循环水槽平面运动机构（Planar Motion Mechanism,PMM）试验系统对超大型油轮模型KVLCC2开展不同船岸距离及不同水深下的平面运动机构试验。同时在国内外首次开展岸壁效应试验的水动力不确定度分析,提出船岸距离和水深误差造成的系统偏差评估方法,明确了船岸距离和水深误差对试验结果不确定度的影响。试验得到近岸壁操纵性运动模型中的全套水动力导数,在深水中,将岸壁效应以非对称水动力导数的形式从水动力中分离,其余水动力导数不随船岸距离发生明显变化;当水深发生改变时,除舵角导数外的大部分水动力导数在浅水状态下大幅增长。基于水动力导数和稳态方程预报了不同水深下为保证航行安全所需满足的船-岸临界距离。继而通过特征值分析进行方向稳定性判定,引入PD舵控制后发现,当船舶靠近岸壁以及在浅水中时,满足方向稳定性的增益系数大幅上升,因此操舵人员应当关注水深、船岸距离等因素导致舵控制敏感度上升的问题,采取相适应的操舵策略。为实现对近岸壁船舶操纵运动的水动力数值预报,本文采用计算流体动力学（Computational Fluid Dynamics,CFD）方法,发展出用于近岸壁运动模拟的混合动网格技术。采用CFD不确定度分析方法,对KVLCC2和潜艇标模SUBOFF的斜航试验水动力数值结果进行不确定度评估。考察循环水槽与大型水池中的斜航试验水动力值以及流场的差异,讨论用于修正侧壁效应的Tamura速度修正公式对循环水槽斜航试验的适用性,并提出循环水槽中低速船斜航横向力修正公式。通过数值模拟分析循环水槽侧壁的阻塞效应对岸壁效应试验造成的影响。对循环水槽中纯横荡试验和纯艏摇试验进行模拟并将船体水动力数值结果与试验结果进行对比,验证了本文数值方法的有效性。继而以KVLCC2和SUBOFF为对象,对在不同船岸距离和水深条件下的动态PMM试验进行数值模拟。通过分析PMM试验的水动力时历曲线发现,当船岸距离减小时,正方向的横向力受岸吸力的作用幅值增大,艏摇力矩的变化较小。浅水中纯横荡运动水动力的幅值大幅增加,而纯艏摇运动的各个时刻水动力分布的变化很大,导致水动力时历相位大幅移动。由水动力时历得到的KVLCC2近岸壁水动力导数表明,当船岸距离减小时,岸壁效应的增强使横荡附加质量和艏摇附加惯性矩增大,并且岸吸力使横向力粘性导数减小,向外转艏力矩使艏摇力矩粘性导数增大。浅水效应使所有加速度导数的绝对值增大,并且水动力导数的变化幅度可达数倍。对潜艇垂直面运动水动力导数而言,水底的岸壁效应使升沉附加质量增加,纵摇附加惯量减小。基于数值计算得到的水动力导数对KVLCC2和SUBOFF直线稳定性进行判定,发现二者不具备直线稳定性。反推满足方向稳定性的PD控制增益系数区间发现,对于深水中近岸壁航行的KVLCC2,当船岸距离大于2.8倍船宽时可采取中等敏感度控制,当船岸距离进一步减小时应采取高等敏感度控制。对于浅水中近岸壁航行的KVLCC2,采用中等敏感度控制可满足方向稳定性,并且微分增益系数成为决定方向稳定性的关键。对于SUBOFF的垂直面运动稳定性而言,随着潜艇向海底靠近,SUBOFF不再具备自动稳定性。最后,建立以舵角和航速变化作为控制输入的多输入多输出（multiple-input multipleoutput,MIMO）操纵运动响应系统,采用线性二次型调节器（linear quadratic regulator,LQR）对舵角和速度变化进行协同控制以保持船舶近岸壁航线。仿真结果表明:采用MIMO系统和LQR进行船舶航向控制过程中产生的横向距离和方位角的超调减小,达到稳定状态所用的时间更短。最后在近岸壁船舶航迹控制中,采用模型预测控制算法对双输入进行最优控制。针对岸壁效应造成的稳态航迹误差问题,设计了一种无偏模型预测控制算法,有效消除了稳态误差。将几种控制组合的仿真结果进行对比,可见采用MIMO系统和无偏模型预测控制算法的航迹跟踪稳态误差最小,相比于标准模型预测控制,无偏模型预测控制下的航速变化发挥的作用更大。
温清洪[10]（2014）在《漳州中利石化码头通航评估》文中研究说明依据《海港总平面设计规范》,根据水上水下活动通航安全影响论证与评估的基本原理与方法,就漳州中利石化码头拟建工程通航安全设计内容以及通航环境与通航安全仿真进行研究分析评估.
二、油轮安全操作模拟船设计（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、油轮安全操作模拟船设计（论文提纲范文）
（1）基于流固耦合方法的船-冰碰撞及极限强度研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 研究现状 |
| 1.2.1 船冰碰撞研究现状 |
| 1.2.2 极限强度研究现状 |
| 1.3 本文研究内容 |
| 1.4 研究步骤 |
| 2 船冰碰撞与极限强度基本理论 |
| 2.1 LS-DYNA基本理论 |
| 2.1.1 LS-DYNA求解方法 |
| 2.1.2 LS-DYNA接触算法 |
| 2.1.3 LS-DYNA接触类型 |
| 2.2 LS-DYNA关键技术 |
| 2.2.1 质量缩放 |
| 2.2.2 沙漏控制 |
| 2.2.3 LS-DYNA相关问题解决方案 |
| 2.3 船冰碰撞分析方法 |
| 2.4 极限强度分析方法 |
| 3 船冰碰撞数值模拟方法验证及参数确定 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 恒定附加质量(CAM)方法验证 |
| 3.3 流固耦合(FSI)方法验证 |
| 3.3.1 实验概述 |
| 3.3.2 流固耦合方法模拟碰撞 |
| 3.4 网格收敛性分析 |
| 3.5 流场静水压力施加 |
| 3.6 失效应变参数分析 |
| 3.7 本章小结 |
| 4 基于流固耦合方法的FPSO与冰山碰撞模拟 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 FPSO有限元模型 |
| 4.3 冰山物理性质及形状 |
| 4.4 流固耦合碰撞场景 |
| 4.5 参数设置 |
| 4.5.1 加载及边界条件设置 |
| 4.5.2 流固耦合参数设置 |
| 4.6 流固耦合结果分析 |
| 4.6.1 碰撞速度的影响 |
| 4.6.2 碰撞角度的影响 |
| 4.6.3 冰山形状的影响 |
| 4.6.4 冰山质量的影响 |
| 4.7 本章小结 |
| 5 FPSO剩余极限强度研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 极限强度方法验证 |
| 5.3 完整船舶极限强度计算 |
| 5.3.1 舱段模型建立 |
| 5.3.2 边界条件及载荷 |
| 5.3.3 结果分析 |
| 5.4 不同碰撞场景下FPSO极限强度分析 |
| 5.4.1 破损舱段模型建立 |
| 5.4.2 结果分析 |
| 5.5 本章小结 |
| 6 结论与展望 |
| 6.1 全文总结 |
| 6.2 研究展望 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表学术论情况 |
| 致谢 |
（2）限制水域内船舶水动力性能数值研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究目的及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 船舶水动力性能研究 |
| 1.2.2 浅水效应和岸壁效应相关研究 |
| 1.3 本文主要研究内容 |
| 第二章 数值模拟基本理论 |
| 2.1 控制方程 |
| 2.1.1 连续性方程 |
| 2.1.2 动量方程 |
| 2.2 湍流模型 |
| 2.3 自由液面处理 |
| 2.3.1 Level-set方法 |
| 2.3.2 VOF方法 |
| 2.4 近壁面y~+值 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 限制水域内裸船体尾流场偏移特性研究 |
| 3.1 计算模型 |
| 3.1.1 计算对象 |
| 3.1.2 船体坐标系 |
| 3.2 数值方法验证 |
| 3.2.1 网格无关性验证 |
| 3.2.2 湍流模型验证 |
| 3.2.3 不同水深阻力系数验证结果 |
| 3.3 船体受力计算结果及分析 |
| 3.3.1 计算工况 |
| 3.3.2 船舶水动力变化 |
| 3.4 航速对尾流场的影响 |
| 3.4.1 船尾伴流场分析 |
| 3.4.2 压力分析 |
| 3.4.3 自由液面分析 |
| 3.5 水深吃水比对尾流场的影响 |
| 3.5.1 船尾伴流场分析 |
| 3.5.2 压力分析 |
| 3.5.3 自由液面分析 |
| 3.6 船-岸距离对尾流场的影响 |
| 3.6.1 船尾伴流场分析 |
| 3.6.2 压力分析 |
| 3.6.3 自由液面分析 |
| 3.7 本章小结 |
| 第四章 限制水域内船-桨-舵一体螺旋桨轴承力及梢涡特性研究 |
| 4.1 螺旋桨敞水性能验证 |
| 4.1.1 计算模型 |
| 4.1.2 计算域及边界条件 |
| 4.1.3 网格划分 |
| 4.1.4 敞水性能计算结果 |
| 4.2 船-舵一体阻力验证 |
| 4.2.1 计算模型 |
| 4.2.2 计算域及边界条件 |
| 4.2.3 网格划分 |
| 4.2.4 验证结果及分析 |
| 4.3 船-桨-舵一体自航验证 |
| 4.3.1 计算模型 |
| 4.3.2 计算域及边界条件 |
| 4.3.3 网格划分 |
| 4.3.4 验证结果及分析 |
| 4.4 数值计算结果及分析 |
| 4.4.1 计算工况 |
| 4.4.2 螺旋桨对船舶水动力和流场的影响 |
| 4.4.3 螺旋桨水动力分析 |
| 4.4.4 螺旋桨轴承力计算结果分析 |
| 4.4.5 螺旋桨梢涡特性分析 |
| 4.4.6 螺旋桨梢涡分离和融合 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 限制水域内船-桨-舵一体舵力及脉动压力数值研究 |
| 5.1 计算模型 |
| 5.2 数值方法验证 |
| 5.3 计算结果及分析 |
| 5.3.1 计算工况 |
| 5.3.2 舵力计算结果及分析 |
| 5.3.3 脉动压力计算结果及分析 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 结论与展望 |
| 6.1 研究结论 |
| 6.2 研究展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 在学期间发表的论文和取得的学术成果 |
（3）面向轮机模拟器的船用大型二冲程柴油机建模方法研究（论文提纲范文）
| 创新点摘要 |
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 课题研究的背景与意义 |
| 1.2 国内外发动机建模方法研究现状及进展 |
| 1.2.1 CFD模型 |
| 1.2.2 准维模型 |
| 1.2.3 容积法模型 |
| 1.2.4 平均值模型 |
| 1.2.5 混合模型 |
| 1.2.6 增压器建模方法 |
| 1.3 国内外轮机模拟器研究现状及进展 |
| 1.4 研究思路和主要研究内容 |
| 1.4.1 现有研究存在的不足 |
| 1.4.2 研究思路与章节安排 |
| 2 船用大型二冲程柴油机建模方法基本理论 |
| 2.1 仿真对象 |
| 2.1.1 基本技术参数 |
| 2.1.2 工作循环 |
| 2.1.3 模型边界 |
| 2.2 气缸 |
| 2.3 增压器 |
| 2.3.1 压气机 |
| 2.3.2 涡轮机 |
| 2.4 进排气管 |
| 2.5 空冷器、辅助风机与废气旁通阀 |
| 2.5.1 空冷器 |
| 2.5.2 辅助风机 |
| 2.5.3 废气旁通阀 |
| 2.6 调速器与螺旋桨 |
| 2.7 本章小结 |
| 3 压气机建模方法在船用大型压气机中的适应性对比研究 |
| 3.1 压气机性能图谱 |
| 3.2 无量纲系数 |
| 3.3 一种基于涡轮机械Euler方程的压气机叶片直径估算方法 |
| 3.4 压气机建模方法 |
| 3.4.1 压气机质量流量数学模型 |
| 3.4.2 压气机等熵效率数学模型 |
| 3.5 研究对象、对比方法与误差评价指标 |
| 3.6 压气机质量流量模型对比 |
| 3.6.1 设计工况区 |
| 3.6.2 低压比区 |
| 3.6.3 低转速区 |
| 3.6.4 高转速区 |
| 3.7 压气机等熵效率模型对比 |
| 3.7.1 设计工况区 |
| 3.7.2 低压比区 |
| 3.7.3 低转速区 |
| 3.7.4 高转速区 |
| 3.8 适应性对比结果总结与讨论 |
| 3.8.1 总结 |
| 3.8.2 讨论 |
| 3.9 本章小结 |
| 4 压气机质量流量与等熵效率分区域建模方法 |
| 4.1 压气机质量流量分区域建模方法 |
| 4.1.1 区域划分方法 |
| 4.1.2 低压比区曲线融合方法 |
| 4.1.3 喘振区处理方法 |
| 4.2 压气机等熵效率分区域建模方法 |
| 4.3 本章小结 |
| 5 主机仿真程序开发与验证 |
| 5.1 模型参数校正方法 |
| 5.2 仿真结果分析 |
| 5.2.1 稳态仿真分析 |
| 5.2.2 瞬态仿真分析 |
| 5.3 主机工作过程数学模型的简化方法 |
| 5.4 本章小结 |
| 6 平均值模型的改进方法 |
| 6.1 气缸压力解析模型的修正 |
| 6.2 模型参数的校正 |
| 6.2.1 压缩与膨胀过程多变指数的校正 |
| 6.2.2 压缩多变过程参考点压力与温度的校正 |
| 6.2.3 燃烧效率系数的校正 |
| 6.2.4 Wiebe函数模型参数的校正 |
| 6.3 气缸压力解析模型与平均值模型之间的耦合及验证 |
| 6.4 本章小结 |
| 7 轮机模拟器主机仿真系统的设计与实现 |
| 7.1 轮机模拟器的整体设计 |
| 7.2 主机仿真系统的实现 |
| 7.2.1 仿真界面程序 |
| 7.2.2 仿真模型程序 |
| 7.3 本章小结 |
| 8 结论与展望 |
| 8.1 全文结论 |
| 8.2 研究展望 |
| 参考文献 |
| 附录 轮机模拟器DNV认证证书 |
| 作者简介及攻读博士学位期间的科研成果 |
| 致谢 |
（4）二维离散方法的破冰船层冰破冰阻力数值预报（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 经验公式方法 |
| 1.2.2 数值模拟方法 |
| 1.2.3 试验方法 |
| 1.3 论文主要内容 |
| 2 海冰特性及船-冰作用过程理想化假设 |
| 2.1 概述 |
| 2.2 海冰特性 |
| 2.2.1 海冰的一般描述 |
| 2.2.2 海冰的物理特性 |
| 2.2.3 海冰的力学性能 |
| 2.3 破冰船破冰模式 |
| 2.4 破冰过程理想化假设 |
| 2.4.1 船-冰相互作用阶段 |
| 2.4.2 接触过程理想化 |
| 2.4.3 受力模式理想化 |
| 2.5 本章小结 |
| 3 船-冰相互作用数值方法理论 |
| 3.1 概述 |
| 3.2 船-冰相互作用的离散化几何模型 |
| 3.2.1 定义坐标系 |
| 3.2.2 破冰船船体水线面的离散化 |
| 3.2.3 海冰模型的离散化 |
| 3.3 破冰船与海冰的接触判定 |
| 3.3.1 海冰离散点进入船体水线的判定 |
| 3.3.2 接触点的确定与计算 |
| 3.4 海冰挤压破坏与弯曲破坏的判定 |
| 3.4.1 海冰与接触面积的判定 |
| 3.4.2 海冰受力分析 |
| 3.4.3 海冰弯曲破坏的判定 |
| 3.4.4 浸没力计算及修正 |
| 3.5 海冰脱落形状计算分析 |
| 3.5.1 浮冰半径计算 |
| 3.5.2 冰楔角的计算 |
| 3.6 本章小结 |
| 4 破冰船连续破冰运动数值模拟方法研究 |
| 4.1 概述 |
| 4.2 船体主尺度及海冰参数 |
| 4.2.1 船型参数 |
| 4.2.2 海冰参数 |
| 4.3 数值模拟经验参数的影响分析 |
| 4.3.1 C_1值的确定 |
| 4.3.2 C_f值的确定 |
| 4.3.3 C_v值的确定 |
| 4.4 经验公式分析方法 |
| 4.4.1 Spencer算法 |
| 4.4.2 Lindqvist算法 |
| 4.4.3 Riska算法 |
| 4.4.4 基于经验算法的软件编程 |
| 4.4.5 经验公式计算结果分析 |
| 4.5 数值方法与经验算法对比验证 |
| 4.6 破冰船破冰过程数值模拟 |
| 4.6.1 破冰过程中海冰的破损形状 |
| 4.6.2 破冰阻力时历曲线及分析 |
| 4.6.3 破冰阻力随速度及冰厚的变化曲线 |
| 4.7 总结 |
| 5 破冰船水线角及艏柱倾角对冰阻力影响的数值模拟 |
| 5.1 概述 |
| 5.2 LS-DYNA计算理论基础 |
| 5.2.1 引言 |
| 5.2.2 接触算法 |
| 5.2.3 接触类型 |
| 5.2.4 接触一碰撞的数值计算方法 |
| 5.2.5 ALE算法的理论基础 |
| 5.3 建立海洋结构物与海冰计算模型 |
| 5.3.1 建立三棱柱模型 |
| 5.3.2 建立海冰计算模型 |
| 5.3.3 海洋结构物与海冰接触模型 |
| 5.3.4 沙漏控制 |
| 5.3.5 海冰弯曲失效时各分量力的变化 |
| 5.3.6 弯曲失效模式合理性 |
| 5.4 模拟船首破冰的数值模拟计算分析 |
| 5.4.1 三棱柱模型与层冰模型夹角为30°时数值模拟结果 |
| 5.4.2 三棱柱模型与层冰模型夹角为45°时数值模拟结果 |
| 5.4.3 三棱柱模型与层冰模型夹角为60°时数值模拟结果 |
| 5.4.4 三棱柱与层冰模型数值模拟结果汇总 |
| 5.4.5 三棱柱模型放大一倍后与层冰模型夹角为30°时数值模拟结果 |
| 5.5 总结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 作者简历及攻读硕士学位期间的科研成果 |
（5）锚地原油过驳所需锚抓力及缆绳碰垫强度核算（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 国外研究现状 |
| 1.2.2 国内研究现状 |
| 1.3 选题的目的和意义 |
| 1.4 本文主要内容 |
| 2 原油过驳作业船舶所受荷载的计算方法 |
| 2.1 风荷载的计算方法 |
| 2.2 流荷载的计算方法 |
| 2.3 波浪荷载的计算方法 |
| 2.4 总荷载的计算方法 |
| 2.5 小结 |
| 3 原油过驳锚抓力核算 |
| 3.1 莱州港过驳锚地概况 |
| 3.2 原油过驳锚抓力计算 |
| 3.2.1 锚抓力计算方法 |
| 3.2.2 悬链长度计算方法 |
| 3.3 单舷过驳锚抓力 |
| 3.3.1 设计代表船型 |
| 3.3.2 锚链长度计算 |
| 3.4 双舷过驳锚抓力核算实例 |
| 3.5 出链长度计算软件 |
| 3.6 小结 |
| 4 原油过驳作业缆绳及碰垫强度核算 |
| 4.1 原油过驳作业所需缆绳配备 |
| 4.1.1 所需缆绳的数量及规格的计算 |
| 4.1.2 缆绳规格参数 |
| 4.2 原油过驳作业所需碰垫数量及规格 |
| 4.2.1 船舶撞击能量的估算方法 |
| 4.2.2 考虑船舶撞击能量所需碰垫规格的估算 |
| 4.3 莱州港实例计算 |
| 4.3.1 气象水文限制条件 |
| 4.3.2 载荷计算 |
| 4.3.3 典型作业船舶组合 |
| 4.3.4 缆绳选用规格及数量 |
| 4.3.5 碰垫规格和数量选取 |
| 4.4 缆绳碰垫核算软件 |
| 4.5 小结 |
| 5 结论和展望 |
| 5.1 结论 |
| 5.2 展望 |
| 参考文献 |
| 附录 |
| 致谢 |
| 作者简历及攻读硕士学位期间的科研成果 |
（6）LNG船事故状态结构综合安全评估方法研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 课题的研究背景和意义 |
| 1.1.1 研究背景、意义和目标 |
| 1.1.2 目标船选择 |
| 1.2 船舶综合安全评估(FSA)应用与研究现状 |
| 1.2.1 FSA方法体系的应用现状 |
| 1.2.2 FSA方法体系的研究进展 |
| 1.3 船体结构事故状态安全评估研究现状 |
| 1.3.1 概况 |
| 1.3.2 船体结构事故损伤模拟的研究现状 |
| 1.3.3 船体结构剩余强度计算研究现状 |
| 1.3.4 船体剩余安全能力评价研究现状 |
| 1.4 船舶结构风险设计研究的必要性 |
| 1.5 本文的主要研究内容和各章关系 |
| 第二章 船舶结构风险评估理论研究 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 SLA法船舶结构安全评估的系统要求 |
| 2.2.1 GBS评审的背景 |
| 2.2.2 船舶结构安全要素的递阶结构模型 |
| 2.2.3 LNG船基于SLA法结构安全评估任务结构 |
| 2.3 海洋工程结构事故状态安全评估经验分析 |
| 2.3.1 针对事故荷载的结构设计方法 |
| 2.3.2 基于风险的设计决策体系 |
| 2.3.3 基于风险的安全标准体系 |
| 2.4 船舶结构事故状态安全评估的任务分析 |
| 2.4.1 事故状态结构安全评估的主要目标 |
| 2.4.2 基于SLA法的事故状态结构安全评估 |
| 2.5 基于风险的船舶结构设计框架研究 |
| 2.5.1 FSA方法体系 |
| 2.5.2 船舶结构风险设计对FSA的要求 |
| 2.6 本章小结 |
| 第三章 考虑低温影响的LNG船剩余极限强度计算方法 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 目标船型简介 |
| 3.2.1 No.96薄膜型LNG船 |
| 3.2.2 独立液舱B型(SPB型)LNG船 |
| 3.3 船体结构温度场分析 |
| 3.3.1 热对流理论 |
| 3.3.2 稳态温度场计算 |
| 3.3.3 LNG船事故状态下温度场分布 |
| 3.4 受损船体的剩余极限强度计算 |
| 3.4.1 有限元模型与算法 |
| 3.4.2 LNG泄漏对结构强度的影响 |
| 3.4.3 事故工况下船体剩余极限强度算例 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 船舶结构事故后风险分析模型研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 事故后果模拟模型 |
| 4.2.1 故障树模型(FTA) |
| 4.2.2 事件树模型(ETA) |
| 4.2.3 贝叶斯网络模型(BBN) |
| 4.3 LNG船搁浅事故后风险分析的BBN-SRA模型 |
| 4.3.1 LNG船搁浅后果分析 |
| 4.3.2 LNG船搁浅后果模拟的BBN-SRA模型 |
| 4.3.3 BBN分析功能 |
| 4.4 SRA模块的分析机理 |
| 4.4.1 船体梁剩余总纵强度计算及RIF分析 |
| 4.4.2 环境荷载效应计算 |
| 4.4.3 损伤船体梁剩余可靠度分析及及Pf计算 |
| 4.5 案例分析:LNG船搁浅后船体梁失效风险分析 |
| 4.5.1 NO.96 薄膜型LNG船 |
| 4.5.2 SPB型 LNG船 |
| 4.6 本章小结 |
| 第五章 船体结构事故后风险评估衡准研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 事故后船体结构失效风险的指标研究 |
| 5.2.1 个人风险指标 |
| 5.2.2 社会风险指标 |
| 5.2.3 提出PSF值和F-S曲线 |
| 5.3 事故后船体结构失效风险的评价标准研究 |
| 5.3.1 确定风险衡准的原则 |
| 5.3.2 面向整船总风险评价的标准 |
| 5.3.3 确定PSF标准的方法研究 |
| 5.3.4 确定F-S曲线标准的方法研究 |
| 5.3.5 船舶全生命周期风险评价衡准的动态校订 |
| 5.4 SPB型 LNG船事故后结构失效风险评价案例研究 |
| 5.4.1 船舶结构事故后风险评价过程 |
| 5.4.2 风险计算结果 |
| 5.4.3 制定风险评价衡准 |
| 5.4.4 风险评价结果 |
| 5.4.5 风险控制建议 |
| 5.5 本章小结 |
| 第六章 考虑风险厌恶效应的成本-效益分析模型研究 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 成本-效益分析(Cost Effectiveness Analysis,CEA) |
| 6.2.1 CBA与 CEA |
| 6.2.2 成本和效益的估算 |
| 6.2.3 CEA的安全风险衡准 |
| 6.2.4 CEA的其它形式 |
| 6.3 效用理论在FSA中的使用 |
| 6.3.1 效用理论 |
| 6.3.2 效用函数在风险评价中的使用 |
| 6.4 考虑损失效用影响的CEA分析模型 |
| 6.4.1 CEA的边际成本分析 |
| 6.4.2 风险指标效用化 |
| 6.4.3 反效用化——计算与期望风险等效的损失 |
| 6.4.4 基于损失效用函数的边际成本分析 |
| 6.4.5 基于CEA标准的判断 |
| 6.5 考虑损失效用影响的CEA模型案例分析 |
| 6.5.1 RCO3.a的边际成本分析 |
| 6.5.2 效用函数拟合 |
| 6.5.3 关于RCO3.a期望风险的效用化与反效用化 |
| 6.5.4 考虑损失效用的边际成本计算 |
| 6.5.5 结果分析 |
| 6.6 本章小结 |
| 第七章 基于多指标综合决策的船舶风险控制方案优化研究 |
| 7.1 引言 |
| 7.2 多指标综合评价理论 |
| 7.2.1 综合评价的分类 |
| 7.2.2 综合评价的主要内容 |
| 7.3 RCO优化决策的动态多指标体系 |
| 7.3.1 成本-效益(边际成本)指标 |
| 7.3.2 效果和成本指标 |
| 7.3.3 基于ALARP评价的动态指标体系 |
| 7.4 综合分析模型 |
| 7.4.1 效用函数综合评价法 |
| 7.4.2 模糊综合评价法 |
| 7.4.3 方法比较与选择 |
| 7.5 灰色关联综合评价模型建立 |
| 7.5.1 灰色关联基本原理 |
| 7.5.2 综合评价的背景条件设定 |
| 7.5.3 指标的同度量化 |
| 7.5.4 指标的二次转化(指标的关联系数计算) |
| 7.5.5 综合评价指数合成计算 |
| 7.6 指标权重确定 |
| 7.6.1 基于AHP法的主观权重确定 |
| 7.6.2 基于灰色关联分析的客观权重确定 |
| 7.6.3 基于博弈理论确定综合权重 |
| 7.7 案例计算 |
| 7.7.1 LNG船 RCO方案优化排序 |
| 7.7.2 原油油轮RCO方案优化排序 |
| 7.8 本章小结 |
| 第八章 总结与展望 |
| 8.1 全文总结 |
| 8.2 论文主要创新点 |
| 8.3 研究展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读博士学位期间发表的学术论文 |
| 攻读博士学位期间参加的科研项目 |
（7）船舶礁石搁浅下船底板变形与损伤特性研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景和意义 |
| 1.2 船舶搁浅分类 |
| 1.3 船舶搁浅研究现状 |
| 1.4 本文主要研究内容 |
| 第2章 船底板准静态切割实验研究 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 实验设计 |
| 2.2.1 板材制备及材料属性 |
| 2.2.2 实验装置和实验方法 |
| 2.2.3 准静态切割实验工况 |
| 2.3 切割实验结果分析 |
| 2.3.1 典型实验现象及结果 |
| 2.3.2 摩擦系数影响 |
| 2.3.3 切割深度影响 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 船底板准静态切割数值仿真研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 ABAQUS/Explicit显式算法的基本理论和关键技术 |
| 3.2.1 ABAQUS/Explicit显式算法的基本理论 |
| 3.2.2 ABAQUS数值仿真关键技术 |
| 3.3 常用失效准则 |
| 3.3.1 常应变失效准则 |
| 3.3.2 基于成形极限曲线的失效准则 |
| 3.3.3 GL失效准则 |
| 3.4 失效准则的适用性 |
| 3.4.1 板材准静态切割有限元分析模型 |
| 3.4.2 网格尺寸分析 |
| 3.4.3 失效准则准确性验证 |
| 3.5 有限元计算结果 |
| 3.5.1 摩擦系数影响 |
| 3.5.2 垂向搁浅力 |
| 3.5.3 礁石稳定切割时试板变形损伤模式 |
| 3.6 其他搁浅参数影响 |
| 3.6.1 礁石形状 |
| 3.6.2 试板厚度 |
| 3.6.3 试板加筋形式 |
| 3.7 本章小结 |
| 第4章 计及流固耦合作用的船模搁浅实验研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 实验设计 |
| 4.2.1 船模制备 |
| 4.2.2 实验装置和实验方法 |
| 4.2.3 船模搁浅实验工况 |
| 4.3 船模搁浅实验结果与分析 |
| 4.3.1 船模自由航行阻力 |
| 4.3.2 船模搁浅速度的影响 |
| 4.3.3 船模搁浅位置的影响 |
| 4.3.4 搁浅礁石形状的影响 |
| 4.3.5 船舶搁浅动静态实验对比 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 基于CEL法的船舶搁浅流固耦合仿真研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 流固耦合数值分析 |
| 5.2.1 ABAQUS显式CEL法 |
| 5.2.2 CEL法流体材料状态方程 |
| 5.2.3 CEL法的材料接触与穿透 |
| 5.3 基于CEL法的流固耦合仿真结果验证 |
| 5.3.1 船模搁浅有限元模型 |
| 5.3.2 网格尺寸分析 |
| 5.3.3 仿真与实验结果对比分析 |
| 5.4 多礁石搁浅损伤数值研究 |
| 5.5 本章小结 |
| 第6章 总结与展望 |
| 6.1 全文总结 |
| 6.2 创新点 |
| 6.3 工作展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表的论文及其他成果 |
（8）船舶操纵模拟器在通航安全评估中的应用（论文提纲范文）
| 0引言 |
| 1 运用操纵模拟器进行航道通航安全评估 |
| 1.1 模拟方法和步骤 |
| 1.2 检验和验证 |
| 2 实例应用 |
| 2.1 模拟航行试验 |
| 2.1.1 航道及环境情况分析 |
| 2.1.2 制定船型情况概述 |
| 2.1.3 航行安全影响因素分析 |
| 2.2 航迹带宽度和回旋水域的计算 |
| 2.2.1 航道通航宽度设计规范 |
| 2.2.2 航道通航宽度设计标准计算 |
| 2.3 模拟航行结果的分析 |
| 3 结束语 |
（9）船舶近岸壁航行操纵性水动力与运动稳定性研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景和意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 限制水域中的船舶操纵性理论研究 |
| 1.2.2 近岸壁及限制水域中船舶水动力试验研究 |
| 1.2.3 近岸壁及限制水域中船舶水动力数值研究 |
| 1.2.4 潜器近海底操纵性水动力数值研究 |
| 1.2.5 限制水域中船舶航迹控制研究 |
| 1.3 本文主要内容 |
| 1.4 本文主要创新点 |
| 第二章 船舶近岸壁操纵性运动模型 |
| 2.1 近岸壁操纵性运动模型 |
| 2.1.1 坐标系统 |
| 2.1.2 MMG模型 |
| 2.1.3 近岸壁操纵性运动模型 |
| 2.2 近岸壁操纵运动稳定性判定 |
| 2.2.1 稳态方程和瞬态方程 |
| 2.2.2 方向稳定性判定衡准 |
| 2.2.3 满足方向稳定性的舵控制参数 |
| 2.2.4 直线稳定性判定衡准 |
| 2.2.5 潜器垂直面运动稳定性判定衡准 |
| 2.3 本章小结 |
| 第三章 近岸壁船舶操纵性水动力试验研究 |
| 3.1 循环水槽中近岸壁PMM试验方法 |
| 3.1.1 循环水槽及其平面运动机构 |
| 3.1.2 试验模型 |
| 3.1.3 试验工况 |
| 3.1.4 数据分析方法 |
| 3.2 近岸壁PMM试验结果 |
| 3.2.1 不同船岸距离下的PMM试验结果 |
| 3.2.2 不同水深下的PMM试验结果 |
| 3.3 岸壁效应试验不确定度分析 |
| 3.3.1 考虑船岸距离和水深偏差的不确定度分析 |
| 3.3.2 岸壁效应不确定度分析结果 |
| 3.4 基于PMM试验的运动稳定性分析 |
| 3.4.1 基于循环水槽PMM试验水动力导数的回转运动预报 |
| 3.4.2 运动平衡状态 |
| 3.4.3 满足方向稳定性的舵控制参数 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 循环水槽PMM试验的数值模拟 |
| 4.1 粘性流计算理论和数值方法 |
| 4.1.1 运动控制方程 |
| 4.1.2 边界条件 |
| 4.1.3 数值方法 |
| 4.1.4 混合动网格技术 |
| 4.2 循环水槽中侧壁效应对斜航试验影响的数值模拟与水动力修正 |
| 4.2.1 斜航试验数值模拟的验证 |
| 4.2.2 速度修正方法的适用性评估 |
| 4.2.3 低速船斜航试验水动力修正 |
| 4.2.4 循环水槽岸壁效应试验中阻塞效应的影响 |
| 4.3 CFD不确定度分析 |
| 4.3.1 CFD不确定度分析理论 |
| 4.3.2 KVLCC2约束模试验CFD不确定度分析 |
| 4.3.3 SUBOFF约束模试验CFD不确定度分析 |
| 4.4 循环水槽动态PMM试验数值模拟 |
| 4.4.1 模拟工况 |
| 4.4.2 模拟结果与试验对比验证 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 近岸壁操纵性水动力与运动稳定性的数值预报 |
| 5.1 深水中近岸壁PMM运动水动力与运动稳定性的数值预报 |
| 5.1.1 计算工况 |
| 5.1.2 水动力计算结果与分析 |
| 5.1.3 直线稳定性和方向稳定性判定 |
| 5.2 浅水中近岸壁PMM运动水动力与运动稳定性的数值预报 |
| 5.2.1 计算工况 |
| 5.2.2 水动力计算结果与分析 |
| 5.2.3 直线稳定性和方向稳定性判定 |
| 5.3 潜艇近海底PMM运动水动力和运动稳定性的数值预报 |
| 5.3.1 模拟工况 |
| 5.3.2 水动力计算结果与分析 |
| 5.3.3 运动稳定性判定 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 近岸壁航行船舶航迹控制 |
| 6.1 近岸壁操纵性运动多输入-多输出响应系统 |
| 6.2 基于线性二次型调节器的航向保持控制 |
| 6.2.1 线性二次型控制模型 |
| 6.2.2 控制效果仿真与对比 |
| 6.3 基于无偏模型预测方法的近岸壁船舶航迹控制 |
| 6.3.1 航迹跟踪的标准模型预测控制算法 |
| 6.3.2 无偏模型预测控制 |
| 6.3.3 仿真结果与分析 |
| 6.4 本章小结 |
| 第七章 总结与展望 |
| 7.1 主要结论 |
| 7.2 研究展望 |
| 参考文献 |
| 附录 |
| 攻读博士学位期间已发表或录用的论文 |
| 攻读博士学位期间参与的科研项目 |
| 致谢 |
（10）漳州中利石化码头通航评估（论文提纲范文）
| 1 设计船型 |
| 2 中利码头通航安全设计内容 |
| 2.1 码头长度 |
| 2.2 码头前沿停泊水域宽度 |
| 2.3 码头前沿设计底标高 |
| 2.4 船舶回旋水域 |
| 3 航道、锚地设计 |
| 3.1 航道设计底高程 |
| 3.2 航道宽度 |
| 4 通航环境与通航安全仿真研究分析 |
| 4.1 设计船型和模拟船型 |
| 4.2 船舶模拟试验工况 |
| 4.3 回旋水域模拟试验结果分析 |
| 4.4 航道宽度模拟试验结果分析 |
| 4.5 拖轮配置分析 |
| 5 评估结论 |
四、油轮安全操作模拟船设计（论文参考文献）
- [1]基于流固耦合方法的船-冰碰撞及极限强度研究[D]. 师馨杰. 大连理工大学, 2021(01)
- [2]限制水域内船舶水动力性能数值研究[D]. 杨春. 重庆交通大学, 2021
- [3]面向轮机模拟器的船用大型二冲程柴油机建模方法研究[D]. 沈浩生. 大连海事大学, 2020(04)
- [4]二维离散方法的破冰船层冰破冰阻力数值预报[D]. 葛媛. 大连海事大学, 2020(01)
- [5]锚地原油过驳所需锚抓力及缆绳碰垫强度核算[D]. 王永进. 大连海事大学, 2019(07)
- [6]LNG船事故状态结构综合安全评估方法研究[D]. 李晓冬. 上海交通大学, 2019(06)
- [7]船舶礁石搁浅下船底板变形与损伤特性研究[D]. 周青文. 武汉理工大学, 2019(07)
- [8]船舶操纵模拟器在通航安全评估中的应用[J]. 王哲凯,陈磊. 天津航海, 2018(03)
- [9]船舶近岸壁航行操纵性水动力与运动稳定性研究[D]. 刘晗. 上海交通大学, 2017(01)
- [10]漳州中利石化码头通航评估[J]. 温清洪. 广州航海学院学报, 2014(01)