本文關(guān)鍵詞：基于兩步法的VLCC砰擊壓力載荷預(yù)報(bào)研究

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【摘要】：船舶在惡劣海況下航行過(guò)程中不可避免地會(huì)受到波浪對(duì)船體的沖擊作用,再加上船體本身的垂蕩和縱搖運(yùn)動(dòng),船艏和其他部位會(huì)因頻繁的出入水發(fā)生砰擊作用,船艏受到的砰擊力會(huì)對(duì)船舶的安全構(gòu)成嚴(yán)重的威脅,不僅會(huì)造成船體結(jié)構(gòu)不可逆轉(zhuǎn)的形變,甚至?xí)鹉承╆P(guān)鍵結(jié)構(gòu)的破壞從而導(dǎo)致嚴(yán)重的后果。因此對(duì)船舶砰擊載荷進(jìn)行合理的預(yù)報(bào)對(duì)于船舶的設(shè)計(jì)工作具有非常重要的意義。本文經(jīng)過(guò)廣泛的參考調(diào)研,針對(duì)目前國(guó)內(nèi)外砰擊研究的現(xiàn)狀,提出了采用兩步法對(duì)船舶局部位置的砰擊壓力載荷進(jìn)行預(yù)報(bào)。第一步通過(guò)采用基于勢(shì)流理論的水動(dòng)力學(xué)軟件對(duì)船舶在波浪中的運(yùn)動(dòng)響應(yīng)進(jìn)行了數(shù)值計(jì)算,對(duì)船波相對(duì)運(yùn)動(dòng)情況進(jìn)行預(yù)報(bào),經(jīng)過(guò)縮尺比換算得到模型的船波相對(duì)運(yùn)動(dòng)情況。第二步,根據(jù)剖面形狀建立模型尺寸的等截面的三維立體模型,根據(jù)第一步得到的運(yùn)動(dòng)情況,通過(guò)CFD方法模擬剖面入水,得到計(jì)算點(diǎn)的砰擊壓力,再經(jīng)過(guò)縮尺比換算為實(shí)船上的砰擊壓力載荷。在計(jì)算之前,為了驗(yàn)證CFD方法計(jì)算砰擊壓力載荷的準(zhǔn)確性,本文針對(duì)兩個(gè)模型試驗(yàn)開(kāi)展了模擬仿真計(jì)算。經(jīng)過(guò)研究對(duì)比,采用了PISO求解算法,多相流模型VOF,標(biāo)準(zhǔn)6)-模型湍流求解方法以及動(dòng)網(wǎng)格技術(shù),使用Fluent軟件對(duì)模型試驗(yàn)進(jìn)行了模擬計(jì)算,探討了網(wǎng)格大小以及時(shí)間步長(zhǎng)對(duì)砰擊壓力、加速度、速度等結(jié)果的影響,并將模擬計(jì)算結(jié)果與模型試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行了對(duì)比,驗(yàn)證了采用CFD方法計(jì)算砰擊壓力載荷的可行性。本論文針對(duì)某VLCC船給出了使用兩步法的計(jì)算實(shí)例,首先是采用基于三維勢(shì)流理論的水動(dòng)力學(xué)軟件WASIM對(duì)船體在規(guī)則波中和不規(guī)則波中航行時(shí)的運(yùn)動(dòng)進(jìn)行預(yù)報(bào),得到了計(jì)算點(diǎn)發(fā)生砰擊時(shí)的最大船波相對(duì)速度,并擬合出該時(shí)刻的船波相對(duì)速度公式。然后采用上述的CFD計(jì)算方法,根據(jù)以上得到的船波相對(duì)運(yùn)動(dòng)速度,針對(duì)剖面模型入水砰擊進(jìn)行了模擬,得到了剖面上計(jì)算點(diǎn)的砰擊壓力曲線(xiàn)。同時(shí),某研究所針對(duì)該船進(jìn)行了模型試驗(yàn),測(cè)得了船體模型在波浪中航行過(guò)程中測(cè)點(diǎn)的砰擊壓力情況,而且本文介紹了《散貨船油船協(xié)調(diào)版共同結(jié)構(gòu)規(guī)范》計(jì)算砰擊載荷的方法,并且根據(jù)規(guī)范要求對(duì)計(jì)算點(diǎn)的砰擊載荷也進(jìn)行了計(jì)算。最后將實(shí)驗(yàn)統(tǒng)計(jì)結(jié)果、規(guī)范計(jì)算結(jié)果以及本文提出的兩步法的計(jì)算結(jié)果進(jìn)行了對(duì)比,驗(yàn)證了兩步法預(yù)報(bào)船舶砰擊載荷的可行性,對(duì)深入研究船體砰擊問(wèn)題提供了有價(jià)值的參考。
【學(xué)位授予單位】：天津大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類(lèi)號(hào)】：U661.4

【相似文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 司海龍;陳震;;船艏底部砰擊壓力概率預(yù)報(bào)方法研究[J];中國(guó)造船;2012年01期

2 戴仰山 ,賀五洲;底部砰擊預(yù)報(bào)[J];中國(guó)造船;1979年02期

3 戴仰山;曹正泉;陳明;宋競(jìng)正;;一艘淺吃水豐滿(mǎn)海船的砰擊測(cè)量[J];船工科技;1980年03期

4 黃震球,張文海;減小平底體砰擊的試驗(yàn)研究[J];華中工學(xué)院學(xué)報(bào);1986年05期

5 羅建輝;王文亮;;一種求解船舶砰擊響應(yīng)的新方法[J];中國(guó)造船;1993年01期

6 張志民,戴仰山;底部砰擊壓力的長(zhǎng)期極值分布[J];哈爾濱工程大學(xué)學(xué)報(bào);2002年01期

7 黃文波,張圣坤;基于族效應(yīng)的波浪和砰擊誘導(dǎo)應(yīng)力的隨機(jī)組合[J];上海交通大學(xué)學(xué)報(bào);2003年08期

8 劉桂香;船舶表面入水點(diǎn)砰擊壓力的預(yù)報(bào)方法[J];南通航運(yùn)職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào);2004年04期

9 陳震,肖熙;基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的平底結(jié)構(gòu)砰擊壓力預(yù)報(bào)[J];海洋工程;2005年02期

10 胡嘉駿,蔡新鋼;船舶表面點(diǎn)砰擊壓力的預(yù)報(bào)方法[J];船舶力學(xué);2005年01期

中國(guó)重要會(huì)議論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 陳小平;滕蓓;祁恩榮;;二維楔形體入水砰擊的數(shù)值仿真[A];2009年船舶結(jié)構(gòu)力學(xué)學(xué)術(shù)會(huì)議暨中國(guó)船舶學(xué)術(shù)界進(jìn)入ISSC30周年紀(jì)念會(huì)論文集[C];2009年

2 王輝;汪雪良;舒蕾;徐春;;船舶砰擊壓力的直接計(jì)算[A];中國(guó)鋼結(jié)構(gòu)協(xié)會(huì)海洋鋼結(jié)構(gòu)分會(huì)2010年學(xué)術(shù)會(huì)議暨第六屆理事會(huì)第三次會(huì)議論文集[C];2010年

3 陳小平;祁恩榮;王輝;;三維錐形體入水砰擊的仿真研究[A];七屆更迭 三十回眸——第七屆船舶力學(xué)學(xué)術(shù)委員會(huì)全體會(huì)議論文集[C];2010年

4 駱寒冰;吳景健;張智;王輝;;基于顯式有限元技術(shù)的二維、三維楔形剛體入水砰擊數(shù)值模擬研究[A];紀(jì)念徐秉漢院士船舶與海洋結(jié)構(gòu)力學(xué)學(xué)術(shù)會(huì)議論文集[C];2011年

5 王輝;汪雪良;舒蕾;徐春;;船舶砰擊壓力的直接計(jì)算[A];紀(jì)念徐秉漢院士船舶與海洋結(jié)構(gòu)力學(xué)學(xué)術(shù)會(huì)議論文集[C];2011年

6 駱寒冰;邱強(qiáng);萬(wàn)正權(quán);;規(guī)則波中船舶的艉砰擊現(xiàn)象及其響應(yīng)的試驗(yàn)研究[A];2005年船舶結(jié)構(gòu)力學(xué)學(xué)術(shù)會(huì)議論文集[C];2005年

7 邱強(qiáng);駱寒冰;楊大明;萬(wàn)正權(quán);;船舶隨機(jī)砰擊載荷的預(yù)報(bào)方法——船舶在尾隨浪拍擊下的模型試驗(yàn)與響應(yīng)預(yù)報(bào)[A];七屆更迭 三十回眸——第七屆船舶力學(xué)學(xué)術(shù)委員會(huì)全體會(huì)議論文集[C];2010年

8 張于維;王志東;晉文菊;;二維楔形體砰擊載荷研究[A];第四屆全國(guó)船舶與海洋工程學(xué)術(shù)會(huì)議論文集[C];2009年

9 馬勇;李鳳來(lái);周廣利;由世洲;;舟橋波浪砰擊實(shí)驗(yàn)研究[A];第十二屆全國(guó)實(shí)驗(yàn)力學(xué)學(xué)術(shù)會(huì)議論文摘要集[C];2009年

10 朱鑫;段文洋;;擴(kuò)展MLM入水砰擊模型及其應(yīng)用[A];第二十五屆全國(guó)水動(dòng)力學(xué)研討會(huì)暨第十二屆全國(guó)水動(dòng)力學(xué)學(xué)術(shù)會(huì)議文集（下冊(cè)）[C];2013年

中國(guó)博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前7條

1 衛(wèi)志軍;FLNG系統(tǒng)儲(chǔ)艙設(shè)計(jì)中的晃蕩與砰擊荷載研究[D];大連理工大學(xué);2015年

2 張志民;船首底部砰擊強(qiáng)度的可靠性分析[D];哈爾濱工程大學(xué);2001年

3 許國(guó)冬;流體與結(jié)構(gòu)砰擊的相似解與時(shí)域分析[D];哈爾濱工程大學(xué);2010年

4 于龍飛;復(fù)雜結(jié)構(gòu)物遇水砰擊的水動(dòng)力響應(yīng)研究[D];華南理工大學(xué);2014年

5 施軍;砰擊荷載下復(fù)合材料高速船結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與船體制造技術(shù)研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2013年

6 馬哲;極端波浪作用下深水半潛式平臺(tái)砰擊與流固耦合效應(yīng)[D];大連理工大學(xué);2014年

7 曹正林;高速三體船砰擊強(qiáng)度研究[D];武漢理工大學(xué);2008年

中國(guó)碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 許國(guó)冬;流體/剛體砰擊問(wèn)題及相似解研究[D];哈爾濱工程大學(xué);2008年

2 司海龍;船艏底部砰擊壓力概率預(yù)報(bào)方法研究[D];上海交通大學(xué);2012年

3 宋攀;船體結(jié)構(gòu)砰擊載荷的計(jì)算研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2015年

4 趙輝;三維深水半潛式平臺(tái)波浪砰擊效應(yīng)的數(shù)值分析[D];大連理工大學(xué);2015年

5 田媛;波紋夾芯夾層板入水砰擊力學(xué)特性研究[D];華中科技大學(xué);2014年

6 孫振云;楔形體入水砰擊過(guò)程數(shù)值模擬研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2016年

7 殷憲龍;復(fù)合材料船體入水砰擊損傷研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2016年

8 尤惲;砰擊載荷作用下船體結(jié)構(gòu)載荷預(yù)報(bào)及結(jié)構(gòu)響應(yīng)研究[D];江蘇科技大學(xué);2016年

9 路瑞;小水線(xiàn)面雙體船水動(dòng)力性能及砰擊概率研究[D];江蘇科技大學(xué);2016年

10 李邦華;非線(xiàn)性規(guī)則波與隨機(jī)波沿多樁風(fēng)電基礎(chǔ)爬升以及對(duì)登陸平臺(tái)砰擊的數(shù)值模擬[D];大連理工大學(xué);2016年

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本文編號(hào)：1280668