船舶和海洋工程解决方案
2017-1-18 16:36:51 点击：
船舶和海洋工程有限元分析
核心应用场景
1 船体结构强度与轻量化
模拟船体在静水压力、波浪载荷、货物载重下的应力分布，优化船体板材厚度、肋骨布局与材料选型（如高强度船用钢），在满足强度要求的前提下降低自重，提升航速与载货效率。
典型应用：船体总纵强度分析、舱段结构耐压性仿真。
2 海洋平台可靠性分析
针对固定式平台（如导管架平台）、浮式平台（如 FPSO、半潜式平台），模拟风、浪、流联合载荷下的结构响应，分析平台桩腿、甲板、系泊系统的强度与稳定性，评估极端海况下的抗倾覆能力。
3 疲劳与腐蚀耦合分析
海洋环境下装备易受交变载荷和海水腐蚀双重影响，通过 FEA 模拟波浪循环载荷下的结构疲劳损伤，结合腐蚀对材料性能的削弱，预测船体、平台、海底管道的服役寿命。
4 抗冲击与抗爆仿真
针对军船或海上作业平台，模拟水下爆炸、碰撞等极端工况对结构的冲击损伤，优化抗爆结构设计，保障装备与人员安全。
5 海底管道与立管分析
分析海底管道在铺设、服役过程中的应力与变形，模拟管道受海流冲刷、海底地质沉降的影响，优化管道壁厚与锚固方案，防止管道破裂泄漏。
现代造船技术正朝着高度机械化、自动化、集成化、模块化、计算机化方向发展，大型、高附加值船舶工程装备将成为世界船舶市场竞争的焦点，同时，船用设备也成为现代船舶的重要组成部分，价格约占船价的60%～70% 。经过改革开放三十余年的奋斗拼搏，中国船舶制造业整体上已处于成熟期，行业运营能力高于其他制造业。中国已成为世界第三造船大国，出口市场扩大到了世界60多个国家和地区。2004年以来，我国在一系列高技术船舶的设计上实现了核心技术的突破。在今后一个时期，我国船舶的发展要从两个方面来考虑，一个方面主要是船型要不断优化，包括VLCC、集装箱船、散货船、游船等等，在国际上形成一批品牌。另一方面，要通过技术创新，不断开发，要形成一批在国际上有优势的，高附加值的船型，实现从造船大国向造船强国的历史性跨越。
船舶的结构设计复杂、而且其运行环境经常是高速、强水流、强气流等条件，所以要求用可靠的软件来计算在复杂载荷条件下结构的静、动力响应，损伤破坏和系统的寿命。要达到这一要求，分析软件不但必须具有一般的静动强度分析功能和结构动力学分析功能，而且 在非线性静力/动力、断裂破坏、各种非线性材料包括复合材料、以及各种复杂的复合高度非线性问题的求解方面都应具有良好的解决方案。
由于船舶的运行环境十分复杂，设计软件还要求能够模拟复杂的载荷和边界条件。另外，分析软件还应该既具有很强的数值运算能力和高效的求解技术，还应该具有快速生成网格的技术、方便的前后处理技术、以及良好的开放性特征。对于船舶行业设计过程遇到的突出矛盾和问题，从应用领域来分主要有以下四个方面：
1）军用船舶：主要考虑考虑在战争中的生存能力，如水下爆炸的时候抗击冲击波的能力；提高舰船的隐蔽性，船载设备在爆炸载荷下的生存能力等。
船舶搁浅碰撞
船舶搁浅碰撞
2）游艇和客运船舶：对于小型的船只和游艇，主要是考虑船舶的总体强度，减低振动的影响，以及制造成本；对于大型的客船，主要也是考虑船舶的强度、在风浪中的承载力以及减低振动的影响，并减短设计周期；对于赛艇，主要是提高性能和减轻质量，会设计大量新型复合材料的设计。
船舶CFD网格
船体运行分析
3）商用货运船舶：主要是提高船舶的质量，提高承载力，尤其是近年来一些新型船舶的出现，如LNG船、LPG船，对设计要求越来越高。
螺旋桨仿真
4）发动机等船舶辅助设施的要求是提高能效、减轻重量、减振降噪。
船舶总体
船载设备（如雷达、电子设备、火炮等）
动力传动系统（如曲轴）
推进器和扭矩机构
主要分析类型则包括：
结构强度
模态（湿模态）
爆炸载荷下的响应
动态冲击分析
热分析
船体搁浅损伤等
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