迎浪条件下超大型油轮垂向波浪载荷研究

摘要

随着现代油轮的大型化发展,船长变得越来越长,相对于传统中等尺度的商用船舶来说,其船体梁变得越来越"软".这将导致超大型油轮航行时船体梁产生波激振动和砰击颤振.本文采用模型试验和理论预报方法研究了一艘超大型油轮在满载和压载条件下的低频和高频垂向波浪载荷响应特性.试验模型长度超过六米,采用两根非均匀截面梁来连接模型分段,并在分段处测量模型横剖面处的垂向弯矩.理论计算采用二维非线性切片理论和三维线性水弹性理论,预报结果和模型试验结果进行了比较.分析发现船体粱的波激振动易在小波高和低波浪周期下发生,尤其是船体梁的二节点垂向湿谐振频率为波浪遭遇频率整数倍的时候.波幅增大后,船体梁还将发生砰击颤振.波浪持续激励时波激振动和砰击颤振往往会耦合发生,由于船体梁小结构阻尼的影响,目前的技术手段难以从船体梁总振动中把它们分离开来.船舶的装载条件会对船体梁的振动特性尤其是波激振动产生较大的影响,研究发现压载条件下的波激振动响应要比满载条件下的严重,在已有文献中提到这种影响的机理在本文中得到了模型试验和理论计算的再验证.