【摘要】：近年來,我國在南海島礁的開發(fā)建設力度不斷加大,然而對于沒有港口大型船舶無法靠岸的島礁/島嶼,為了便于人員和物資的投送,一類在船尾部建有可浸濕塢艙的船舶成為聯(lián)通海岸與供給船舶的可行方式,這里的小型運輸船能夠在塢艙進水后直接駛入/駛出。當尾塢門打開船舶進出時,流體的非線性作用可能會變得更為顯著,如塢艙內(nèi)外流場及船舶運動的耦合、塢艙內(nèi)流體晃蕩共振效應,此時會在塢艙內(nèi)部產(chǎn)生往往超過常規(guī)運動的現(xiàn)象,進而影響塢艙內(nèi)小型船舶的正常進出。因次,本文有必要針對含塢艙船舶的水動力性能進行研究,為類似問題分析提供參考。本文較為系統(tǒng)地回顧和總結了含塢艙船舶水動力性能所涉及到的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀,然后基于CFD(Computational Fluid Dynamics)方法建立船舶性能分析數(shù)值水池,探討含塢艙船舶的水動力性能。具體工作內(nèi)容如下:(1)建立三維高精度數(shù)值波浪水池,考慮網(wǎng)格和時間步長的影響并進行相應收斂性分析,最終確定合適的網(wǎng)格模型和時間步長,并將數(shù)值模擬結果與理論值進行對比,驗證其準確性,為后續(xù)研究奠定基礎。(2)對Wigley-Ⅲ及其改進型船模(含塢艙船舶)的波浪繞射問題進行數(shù)值模擬分析,分別計算在不同航速下和不同浪向下約束船模隨外部激勵所受到的力和力矩。文中將Wigley-Ⅲ模型的計算結果與試驗和勢流理論結果進行對比,此外還探討了改進后含塢艙船舶在遭遇不同浪向波浪時所受的力與力矩無因次系數(shù)的變化趨勢。(3)基于動網(wǎng)格技術,實現(xiàn)不同船模在迎浪和45度浪向角情況下的垂蕩和縱搖運動與流場的耦合求解,并將Wigley-Ⅲ迎浪下的數(shù)值模擬結果與試驗數(shù)據(jù)進行了對比,探討了塢艙中是否含有小型浮體情況下船舶在迎浪與斜浪情況下運動趨勢。(4)本文最后模擬塢艙內(nèi)含有小型浮體在不同位置處的運動響應,探討小船駛入/駛出塢艙過程的運動響應及其中的多體干擾問題,同時探討船體的運動是否受約束對塢艙內(nèi)浮體的影響。
【學位授予單位】：江蘇科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2019
【分類號】：U661.3

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