浮性與完整穩(wěn)性的直接計(jì)算法.pdf

1、本文提出了基于有限元分析的浮性與完整穩(wěn)性直接計(jì)算法,本方法采用剛體單元對(duì)所研究浮體外殼進(jìn)行有限元建模,并施加靜水壓力(合成效果即為浮力),固定剛體各自由度,或添加強(qiáng)制位移及轉(zhuǎn)角,即可計(jì)算浮體在既定情況下的浮力及其它浮性要素。
　　在剛體單元的參考點(diǎn)上施加重力(或在浮體內(nèi)部填充質(zhì)量單元,并添加重力場(chǎng),從而形成重力),在浮體外殼上施加靜水壓力,通過(guò)有限元分析,重力和浮力會(huì)自適應(yīng)調(diào)整來(lái)達(dá)到平衡。在此平衡狀態(tài)下,對(duì)剛體單元添加特定方向的轉(zhuǎn)

2、角,即可計(jì)算浮體在此情況下的復(fù)原力矩,從而進(jìn)行穩(wěn)性分析。
　　本文以有限元分析軟件ABAQUS為平臺(tái),應(yīng)用直接計(jì)算法,研究了簡(jiǎn)單模型(長(zhǎng)方體)各種工況下的浮性和完整穩(wěn)性,并與傳統(tǒng)算法對(duì)比。在此基礎(chǔ)上,進(jìn)一步將直接計(jì)算法應(yīng)用于油船、三體船和半潛式平臺(tái)的浮性和穩(wěn)性分析。
　　算例結(jié)果表明:本文提出的直接計(jì)算法對(duì)有限元網(wǎng)格大小不敏感;計(jì)算準(zhǔn)確性強(qiáng),能充分滿(mǎn)足不同程度的計(jì)算精度要求;對(duì)浮體的外型無(wú)限制,可處理復(fù)雜曲面船型及多體海洋結(jié)