【摘要】：海上浮式結(jié)構(gòu)在惡劣海況中極易發(fā)生甲板上浪現(xiàn)象,嚴重的甲板上浪情況甚至對甲板及甲板以上結(jié)構(gòu)物造成破壞,對海上浮式結(jié)構(gòu)的安全產(chǎn)生威脅。甲板上浪問題的嚴重性對甲板及甲板以上結(jié)構(gòu)的抗沖擊設計及沖擊載荷作用下的結(jié)構(gòu)強度提出了更高的要求,而進行這些工作的關(guān)鍵和基礎(chǔ)是準確的對甲板及以上結(jié)構(gòu)物受到的沖擊載荷進行預報。因甲板上浪現(xiàn)象而產(chǎn)生的水體濺射、沖擊、漩渦等強非線性因素對上浪沖擊載荷具有顯著影響,這給理論研究帶來很大挑戰(zhàn);同時,目前存在的對于研究甲板上浪問題的數(shù)值方法及試驗手段均存在一定的弊端;另外,對于上浪沖擊載荷及由上浪沖擊載荷引起的結(jié)構(gòu)強度問題的規(guī)范解決方法還有待完善。急需一種新的行之有效的甲板上浪沖擊載荷的預報方法�；谝陨锨闆r,本文主要進行以下方面的研究:(1)研究了船舶的甲板上浪沖擊載荷數(shù)值預報方法。為保證計算結(jié)果的可靠性,進行了數(shù)值波浪水池的空域造波消波驗證及簡單浮式結(jié)構(gòu)的上浪沖擊算例驗證,取得了良好的效果。以21KTEU集裝箱船為研究對象,使用CFD數(shù)值仿真方法對船舶甲板上浪問題進行研究,分析上浪水體在甲板上的流動機制,并對甲板以及擋浪板處的沖擊載荷進行計算及分析。(2)研究了基于潰壩模型的甲板上浪沖擊載荷的試驗預報方法。以潰壩模型為依據(jù)找到了一種以水槽為主體的流動沖擊試驗方法。以勢流方法得到的船首甲板上浪高度作為輸入?yún)?shù)進行試驗。通過試驗,研究了流動式甲板上浪現(xiàn)象中上浪水體在甲板上的流動以及沖擊到模型表面后的水體演化過程;研究了流動沖擊過程中,甲板以及試驗模型表面的壓力分布規(guī)律以及不同上浪高度與沖擊速度下的沖擊載荷的變化規(guī)律。(3)研究了基于潰壩模型的甲板上浪沖擊載荷數(shù)值預報方法。首先對潰壩流動過程進行仿真,將得到的載荷結(jié)果與以發(fā)表的結(jié)果進行對比,驗證所用方法及計算結(jié)果的可靠性。采用三維方法,模擬有模型阻擋的情況下的流動式甲板上浪沖擊演化過程,對甲板及模型表面的壓力進行預報,與試驗結(jié)果進行對比,驗證仿真方法的可靠性。(4)分析了上浪沖擊載荷作用下的船艏結(jié)構(gòu)強度。以21KTEU集裝箱船為例,使用靜力等效方法與瞬態(tài)動力分析方法對甲板及擋浪板的結(jié)構(gòu)強度進行校核,分析了兩種方法校核結(jié)果的相關(guān)性與差異性。
【學位授予單位】：哈爾濱工程大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2019
【分類號】：U661
【圖文】：

圖２．１所示：逡逑

（２）為滿足五階斯托克斯波的深水要求，流體域中的水深應大于波長的一半，并且逡逑在流體域高度方向上，應具有充足的高度供船體運動。逡逑在滿足以上兩種條件的情況下，船體及流體域尺寸如下表所示：逡逑邐表２．１船體及流體域尺寸邐逡逑邐ｍ邐長度ｍ邐逡逑邐船體垂線間長邐３８＾０邐逡逑邐模型垂線間長邐１＾４邐逡逑邐＾邐１＾４邐逡逑邐流體域長度邐６Ｌ６邐逡逑邐流體域高度邐［＾０邐逡逑水深邐９．６逡逑整個流體域包括造波域、計算域以及消波域三部分，其中造波域的長度為１．５倍波逡逑長，消波域為２倍波長，流體域幾何模型如圖２．１所示：逡逑邐ｆｉ１邋ｆｉｍ邐逡逑

【參考文獻】

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本文編號：2724665