本文關(guān)鍵詞：海上長球首球尾雙體風(fēng)電維護(hù)船波浪增阻仿真研究

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【摘要】：近年來,隨著海上風(fēng)電場的發(fā)展,風(fēng)電維護(hù)船已成為迫切需求以及研究的熱點。對于風(fēng)電維護(hù)船,波浪對其作業(yè)的影響很大,本文選取快速性和耐波性良好的長球首球尾雙體船型作為風(fēng)電維護(hù)船船型。波浪增阻作為耐波性的重要內(nèi)容之一,很大程度上影響船舶的運營性能和經(jīng)濟效益,其研究具有很大的理論意義和實用價值。隨著計算流體力學(xué)的不斷發(fā)展,結(jié)合計算機技術(shù)所產(chǎn)生的CFD方法被越來越廣泛地應(yīng)用在船舶運動與性能計算領(lǐng)域。本文采用專業(yè)的船舶與海洋工程CFD軟件包FINE/Marine建立數(shù)值波浪水池,設(shè)定相關(guān)邊界條件,模擬雙體船的縱搖和升沉運動。通過設(shè)置不同的計算域劃分和網(wǎng)格劃分方案,研究計算域的劃分以及網(wǎng)格尺寸對高速雙體船縱向運動以及波浪中阻力的影響,得出相對量化的研究結(jié)論,并將結(jié)果與試驗數(shù)據(jù)進(jìn)行了分析比較,初步得出了適用于雙體船的波阻估算途徑。根據(jù)海上風(fēng)電場維護(hù)船的使用要求以及雙體船的船型特點,選取長球首球尾雙體船作為風(fēng)電維護(hù)船船型。利用本文所探究的CFD數(shù)值計算方法計算了長球首球尾雙體風(fēng)電維護(hù)船在波浪中的縱搖和升沉運動以及波浪增阻。通過設(shè)定不同的球首球尾方案,研究不同球首球尾長度對長球首球尾雙體風(fēng)電維護(hù)船在波浪中阻力性能的影響;通過選取不同片體間距分析片體間距對長球首球尾雙體風(fēng)電維護(hù)船波浪增阻的影響并尋求其規(guī)律。研究波浪要素對長球首球尾雙體船縱搖和升沉運動以及波浪增阻的影響。分析波高及浪向角對縱搖和升沉運動以及波浪增阻的影響規(guī)律。并且根據(jù)船舶航行海域的實際情況,選取了幾個典型海況,模擬了長球首球尾雙體風(fēng)電維護(hù)船在不規(guī)則波中的運動,進(jìn)行波浪增阻和運動統(tǒng)計值分析。本文的相關(guān)研究成果將為雙體船的波浪增阻計算以及風(fēng)電維護(hù)船的船型設(shè)計與優(yōu)化提供參考。
【關(guān)鍵詞】：風(fēng)電維護(hù)船 長球首球尾雙體船 縱搖升沉 波浪增阻 CFD
【學(xué)位授予單位】：江蘇科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：U661.311;U674.3
【目錄】：

• 摘要6-7
• Abstract7-12
• 第1章 緒論12-22
• 1.1 選題的理論意義和實用價值12-14
• 1.1.1 國內(nèi)外風(fēng)電場的發(fā)展及其維護(hù)情況12-13
• 1.1.2 船舶波浪增阻13-14
• 1.1.3 選題的意義和價值14
• 1.2 國內(nèi)、外研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢14-19
• 1.2.1 海上風(fēng)電維護(hù)船的研究現(xiàn)狀14-15
• 1.2.2 雙體船片體形狀的研究現(xiàn)狀15-17
• 1.2.3 波浪增阻的研究現(xiàn)狀17-18
• 1.2.4 船舶CFD的研究現(xiàn)狀18-19
• 1.3 主要研究內(nèi)容19-22
• 第2章 船舶CFD數(shù)值仿真及耐波性理論22-36
• 2.1 CFD數(shù)值仿真原理22-28
• 2.1.1 數(shù)學(xué)模型的建立22-25
• 2.1.2 自由液面的追蹤方法25
• 2.1.3 控制方程的離散25-27
• 2.1.4 流場的求解方法27
• 2.1.5 網(wǎng)格的劃分27-28
• 2.2 船舶耐波性及波浪增阻理論28-35
• 2.2.1 船舶在波浪中的運動響應(yīng)29-31
• 2.2.2 船舶波浪增阻理論31-35
• 2.3 本章小結(jié)35-36
• 第3章 雙體船波浪阻力數(shù)值計算方法研究36-52
• 3.1 仿真軟件和數(shù)值方法36-41
• 3.1.1 仿真軟件選擇36-37
• 3.1.2 數(shù)學(xué)模型和數(shù)值方法37-41
• 3.2 計算域大小研究41-48
• 3.2.1 計算域劃分的考慮41-43
• 3.2.2 計算結(jié)果分析43-48
• 3.3 網(wǎng)格尺寸研究48-51
• 3.3.1 網(wǎng)格尺寸的考慮48-50
• 3.3.2 計算結(jié)果分析50-51
• 3.4 雙體船波浪阻力計算方法總結(jié)51
• 3.5 本章小結(jié)51-52
• 第4章 基于波浪增阻的長球首球尾雙體風(fēng)電維護(hù)船研究52-66
• 4.1 維護(hù)船船型52-55
• 4.1.1 海上風(fēng)電場維護(hù)船的船型及尺度52-53
• 4.1.2 方案生成53-55
• 4.2 球首球尾長度對波浪增阻的影響55-61
• 4.2.1 船模主尺度55-56
• 4.2.2 計算工況56
• 4.2.3 計算結(jié)果與分析56-61
• 4.3 片體間距對波浪增阻的影響61-65
• 4.3.1 片體間距設(shè)置62
• 4.3.2 計算結(jié)果及分析62-65
• 4.4 本章小結(jié)65-66
• 第5章 波浪要素對波浪增阻的影響66-76
• 5.1 規(guī)則波中波浪增阻影響要素探討66-70
• 5.1.1 波高的影響66-67
• 5.1.2 浪向角的影響67-70
• 5.2 不規(guī)則波中的波浪增阻預(yù)報70-74
• 5.2.1 海浪譜選取及海況設(shè)置70-71
• 5.2.2 計算結(jié)果及分析71-74
• 5.3 本章小結(jié)74-76
• 結(jié)論76-78
• 參考文獻(xiàn)78-82
• 附錄82-92
• 攻讀碩士期間發(fā)表的論文92-94
• 致謝94-95
• 詳細(xì)摘要95-99

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本文編號：1102763