船舶与海洋工程

项目概述

针对某集装箱船加装的前置预旋导轮，根据规范建立了包含支撑船体结构的有限元模型，系统开展了水动力载荷作用下的结构强度校核、干湿模态振动分析及疲劳寿命评估，并进一步探讨了有限元建模范围对计算结果的影响，给出了建模范围的合理建议，此外，对比了规范载荷与水动力载荷的强度分析结果差异，综合验证了预旋导轮的结构可靠性。

项目创新点

1、结构可靠性系统性评估：综合开展了强度、振动、疲劳分析，全面评估了预旋导轮的安全性。

2、水动力载荷与规范载荷匹配算法：将CFD离散点压力数据映射至有限元网格，并针对规范载荷中的惯性力提出基于空间索引的加速度匹配算法，实现载荷的准确施加。

3、有限元建模合理范围的深入探讨：通过设计五种不同的模型方案，得到预旋导轮结构分析时须包含支撑船体结构的建模原则。

项目成果及应用前景

1、建立了可靠的预旋导轮与船体有限元模型，验证了其在正车、倒车及航行工况下的结构强度、疲劳寿命，分析了共振风险与干湿模态的固有频率差异。

2、提出了有限元建模的合理范围：必须包含支撑船体，但可适当简化船体范围以提高效率。

3、为预旋导轮及同类节能附体的结构可靠性评估提供技术支撑。