【摘要】：船舶在海洋中航行時會遭遇到不同的海況條件,各種非線性外部激勵的作用會使得船舶極易發(fā)生參數(shù)橫搖,內(nèi)傾型船舶在水線以上采用低干舷、舷側(cè)內(nèi)傾以及穿浪型艦艏等非常規(guī)船型設(shè)計,使其在波浪中水線面面積和復(fù)原力矩的變化規(guī)律與常規(guī)直壁型及外飄型船舶有著很大的不同�，F(xiàn)有研究發(fā)現(xiàn)內(nèi)傾型船舶在迎浪中同樣會發(fā)生參數(shù)橫搖現(xiàn)象,因此,本文將以O(shè)NR內(nèi)傾船作為研究對象,借助基于粘流方法的計算流體力學(xué)軟件STAR-CCM+和基于勢流方法的水動力學(xué)軟件AQWA-NAUT,建立兩套有效的參數(shù)橫搖數(shù)值預(yù)報方案,對迎浪規(guī)則波及不規(guī)則波中的船舶參數(shù)橫搖現(xiàn)象進行模擬分析,并對ONR內(nèi)傾船的減搖措施進行了研究。本文首先建立了兩套基于不同理論方法的參數(shù)橫搖數(shù)值預(yù)報方案,并通過算例驗證了方案的可行性,之后對ONR內(nèi)傾船在迎浪中的參數(shù)橫搖運動進行了數(shù)值模擬,研究了迎浪中初始激勵、航速、波陡、橫搖阻尼以及隨機種子數(shù)對ONR內(nèi)傾船參數(shù)橫搖運動的影響。研究發(fā)現(xiàn):初始激勵對參數(shù)橫搖是否產(chǎn)生以及參數(shù)橫搖的最終發(fā)展趨勢并無影響,加入適當(dāng)?shù)某跏技詈罂梢悦黠@地縮短參數(shù)橫搖的發(fā)展時間;ONR內(nèi)傾船參數(shù)橫搖的發(fā)生需要滿足一定的波陡條件和遭遇頻率比值范圍,該范圍同常規(guī)船舶有所不同;船舶參數(shù)橫搖對橫搖阻尼非常敏感,可以通過增加船舶總橫搖阻尼的方式來抑制參數(shù)橫搖;不規(guī)則波中ONR內(nèi)傾船的搖蕩運動表現(xiàn)出較強的非線性,隨機種子的個數(shù)在數(shù)值模擬中對參數(shù)橫搖計算結(jié)果影響較大。最后,本文選用舭龍骨作為ONR內(nèi)傾船的參數(shù)橫搖抑制措施,計算了舭龍骨的安裝角度以及舭龍骨寬度對減搖效果的影響。研究發(fā)現(xiàn)舭龍骨安裝角度對阻尼產(chǎn)生的影響較小,而舭龍骨寬度是橫搖阻尼大小的關(guān)鍵因素。本文還提出了一種使用導(dǎo)軌的收放式舭龍骨裝置,通過數(shù)值模擬驗證了不同舭龍骨方案的減搖效果,結(jié)果表明舭龍骨可以對ONR內(nèi)傾船的參數(shù)橫搖運動產(chǎn)生較好的改善和抑制效果,特別是本文提出的收放式舭龍骨裝置,參數(shù)橫搖抑制效果非常明顯。文末還使用CFD軟件模擬了不同舭龍骨方案船體舭部漩渦的生成及衰減過程,為研究舭龍骨減搖成因和漩渦發(fā)展提供了可行的研究方法。
【圖文】：

第 1 章 緒論第 1 章 緒論 本文的研究目的和意義隨著時代的發(fā)展，航運作為便捷經(jīng)濟的運輸手段刺激著船舶技術(shù)逐步改進，尤來，隨著海上貿(mào)易與海洋資源的開發(fā)，世界各國對海洋資源和海上主權(quán)越來越技術(shù)和先進理念不斷地投入到船舶研發(fā)設(shè)計中，另一方面，艦船作為國家海上體，海軍信息化不斷提高以及海軍作戰(zhàn)編隊不斷完善，未來戰(zhàn)爭對艦船的隱身更高的要求。在此背景下，追求隱蔽性和高性能的內(nèi)傾船型呼之欲出[1]。一般型船舶在船型上是指采用水線以上舷側(cè)及上層建筑內(nèi)傾設(shè)計，且具有穿浪型艦，其中以美國的導(dǎo)彈驅(qū)逐艦 DDG1000（“朱姆沃爾特級”）最具代表性，它采穿浪內(nèi)傾船型技術(shù)，再配合其他的隱身結(jié)構(gòu)設(shè)計以及隱身材料涂裝，，使得雷達在實測中相較于其他常規(guī)船型非常低，能夠達到非常好的隱身效果。

圖 1.2 船舶在波浪中橫搖運動示意圖，各國學(xué)者基于多種理論預(yù)報方法對船舶在波浪中的參數(shù)橫搖現(xiàn)象進擬和研究，使用方法包括非線性力學(xué)方法、勢流理論方法和計算流法。目前的研究多采用基于非線性力學(xué)思想的簡化運動方程進行模擬理論的運動預(yù)報方法進行時域模擬，應(yīng)用以上兩種方法，國內(nèi)外學(xué)者的發(fā)生機理開展了廣泛研究。參數(shù)橫搖理論研究工作開始于 20 世紀(jì) 30 年代，早期研究主要集中對線性規(guī)則波中的運動進行求解，研究中選用的數(shù)學(xué)模型主要為簡單通過解析求解，分析線性復(fù)原力下的參數(shù)橫搖，如 Watanabe[25]，G此后，學(xué)者們開始在馬修方程中加入非線性的復(fù)原力矩，如 San，但這些模型忽略了其他自由度運動的耦合影響，在一定程度上馬修搖現(xiàn)象進行解釋，但描述方程過于粗糙且只能研究船舶的單自由度多學(xué)者對其進行了完善。以一艘漁船的傾覆事故為研究背景，Neve
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工程大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：U661.321

【參考文獻】

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本文編號：2617948