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船舶桅杆裹冰涡激振动的数值分析

张营川  马骏  赵德有  
【摘要】:针对船舶筒形桅杆结构涡激振动外载荷的特点,分别应用 Newmark-β算法,精细积分线性算法和精细积分二次多项式算法对某成品油轮桅杆结构的涡激振动响应进行了对比计算;在上述对比计算的基础上,研究了桅杆结构直径变化对涡激振动响应的影响;在裹冰状态下,讨论了桅杆结构由裹冰引起的各种变化因素,并绘制了涡激振动响应曲线。计算结果表明,采用精细积分二次多项式算法的计算结果最精确, 其计算精度受时间步长影响最小;桅杆直径增大将引起涡激振动响应增大。在桅杆裹冰状态下,涡激振动响应随裹冰厚度增加而增大:当裹冰的厚度相同时,裹冰的密度越小,船舶桅杆结构涡激振动响应的增加程度越大;裹冰对迎风面积的增加是涡激振动响应增加的主要原因。对于长期航行于严寒潮湿海域的船舶, 在桅杆涡激振动计算中应该考虑结构裹冰的影响。

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