【摘要】：養(yǎng)魚船在工作過(guò)程中,受外部環(huán)境的作用,艙室會(huì)隨著船體發(fā)生六自由度耦合運(yùn)動(dòng)響應(yīng),進(jìn)而引起艙內(nèi)流體會(huì)發(fā)生復(fù)雜的晃蕩現(xiàn)象�；问幰鸬乃w狀態(tài)變化直接決定了養(yǎng)殖對(duì)象的養(yǎng)殖生態(tài)環(huán)境。因此開展養(yǎng)魚船工作船艙內(nèi)流場(chǎng)數(shù)值仿真研究,分析船體運(yùn)動(dòng)以及外部流場(chǎng)對(duì)艙內(nèi)養(yǎng)魚生態(tài)環(huán)境的影響對(duì)養(yǎng)魚船的母船選型及改造方案設(shè)計(jì)具有重要的理論參考價(jià)值。面對(duì)當(dāng)前我國(guó)南海漁業(yè)養(yǎng)殖較為迫切的市場(chǎng)需求,國(guó)內(nèi)已有船舶公司提出了將退役舊船改造為養(yǎng)魚船的方案。本文以一艘由散貨船改裝而成的養(yǎng)魚船為研究對(duì)象,基于CFD方法模擬了養(yǎng)魚船在外界環(huán)境條件作用下發(fā)生多自由度耦合運(yùn)動(dòng)時(shí)的艙內(nèi)流場(chǎng)狀態(tài),分析了船體運(yùn)動(dòng)及外部海洋條件對(duì)養(yǎng)魚船養(yǎng)殖生態(tài)環(huán)境的影響,具體內(nèi)容包括:首先,基于封閉艙室的模型試驗(yàn),確定了數(shù)值計(jì)算的模型及算法;采用ITTC的推薦規(guī)程結(jié)合封閉艙室的試驗(yàn)數(shù)據(jù)對(duì)晃蕩問(wèn)題進(jìn)行了不確定度分析,確定了數(shù)值計(jì)算的網(wǎng)格尺度及時(shí)間步方案。后續(xù)以封閉艙室模型的驗(yàn)證結(jié)果拓展應(yīng)用至開孔艙室內(nèi)部流場(chǎng)的數(shù)值仿真。其次,根據(jù)養(yǎng)魚船的總布置圖,選取養(yǎng)魚船開孔艙室的典型橫剖面建立二維水動(dòng)力分析模型。對(duì)橫搖和垂蕩兩種含有艙室晃蕩問(wèn)題的典型運(yùn)動(dòng)形式進(jìn)行了數(shù)值模擬。分別分析了養(yǎng)魚船在不同幅值、頻率的橫搖、垂蕩運(yùn)動(dòng)以及不同相位角的橫搖與垂蕩耦合運(yùn)動(dòng)激勵(lì)下,開孔艙室內(nèi)部流場(chǎng)狀態(tài)的變化規(guī)律。研究結(jié)果可為養(yǎng)魚船改造方案中的母船選型提供參考。然后,同樣基于二維橫剖面水動(dòng)力分析模型,模擬了養(yǎng)魚船在單獨(dú)均勻流、波浪以及浪-流聯(lián)合場(chǎng)作用下的開孔艙室內(nèi)部流場(chǎng)狀態(tài)。分析了流速、艙型以及不同波浪對(duì)于開孔艙室內(nèi)部流場(chǎng)狀態(tài)的影響規(guī)律。研究結(jié)果可為養(yǎng)魚船的改造方案設(shè)計(jì)中提供參考。最后,基于波浪勢(shì)流的三維邊界元理論,建立了養(yǎng)魚船在復(fù)雜波浪載荷作用下運(yùn)動(dòng)響應(yīng)的理論預(yù)報(bào)方法,綜合考慮船體運(yùn)動(dòng)及外部流場(chǎng)的影響,建立了一種可靠的船體運(yùn)動(dòng)與外部流場(chǎng)聯(lián)合作用的數(shù)值分析模型,實(shí)現(xiàn)了實(shí)際海況下的養(yǎng)魚船開孔艙室內(nèi)部流場(chǎng)的模擬。
【學(xué)位授予單位】：大連理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：U663.8;U674.4

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本文編號(hào)：2643542