【摘要】：近年來,海洋運輸業(yè)的高速化發(fā)展同時催生了船舶大型化的發(fā)展。以集裝箱船為例,最新一代集裝箱船運載能力可以達到初代的七倍以上。然而,大型化船舶的發(fā)展同時也給船舶設計與校核提出了更高的要求。在真實海洋環(huán)境中,航行的船舶不僅僅受到單一波浪載荷的影響,海風以及海風與波浪組合載荷形式,對船體響應會造成更大的影響。并且由于大型化船舶水線上結(jié)構巨大,更容易受到風載荷的影響。目前國內(nèi)外風浪聯(lián)合研究主要針對海洋平臺開展,對航行的船舶研究內(nèi)容較少。因此建立船舶風浪聯(lián)合作用下船體運動與載荷響應預報體系,對于大型化船舶設計以及大風浪下航行安全性能評估均具有十分重要的意義。本文主要研究內(nèi)容包括以下幾個方面:(1)通過對比分析多種風載荷計算方法,選擇求解精度較高的方法應用FORTRAN編譯風載荷計算程序,實現(xiàn)不同航行狀態(tài)下船舶遭遇定常風速及脈動風速時船體所受風力時域下求解。(2)通過三維波浪載荷計算軟件COMPASS-WALCS-NE計算船體在波浪中遭受的波浪力,將風力與波浪力結(jié)合加入船體運動微分方程求解風浪聯(lián)合作用下船體運動響應,并應用達朗貝爾原理計算船體剖面載荷,建立風浪聯(lián)合作用下船體運動與載荷響應計算方法。(3)以21000TEU集裝箱船為計算算例,鑒于風力對船體橫搖運動影響較大,分析滿載工況不同環(huán)境參數(shù)下集裝箱船風浪聯(lián)合作用橫搖響應規(guī)律,并與波浪載荷單獨作用下船體橫搖響應進行對比,獲得風力對于總響應的影響程度;同時選擇兩種集裝箱船非滿載裝載工況(Combo和OLG)計算相同風浪條件下,不同裝載工況對船體橫搖運動影響差異。(4)開展零航速狀態(tài)下船體風浪聯(lián)合作用運動與載荷響應模型試驗,進一步研究風浪聯(lián)合作用下船體運動與載荷響應規(guī)律,試驗測試滿載工況集裝箱船橫浪與斜浪狀態(tài)下船體運動與載荷響應,以及兩種非滿載裝載工況相同風浪條件下橫搖運動響應。本文建立了風浪聯(lián)合作用下船舶運動與載荷響應計算方法,能夠?qū)︼L浪環(huán)境下處于航行狀態(tài)的船舶運動與載荷響應進行預報;通過算例分析,討論了不同環(huán)境參數(shù)下,風力對于船體響應的影響程度;最后將試驗結(jié)果與理論計算結(jié)果進行對比分析,驗證理論算法的有效性。
【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】：2018
【分類號】：U661
【圖文】：

圖 2.2 船體參數(shù)定義由圖所示，表達船體參數(shù)主要有 8 個：船長 LOA，船寬 B，船體水線上結(jié)構正、影面積 AF和 AL，船體主甲板上上層建筑等構造物的側(cè)投影面積 AOD，C 為船體側(cè)面積型心至船體中心的距離，HC為型心到水線的距離，HBR為上層建筑最高位置到

不同風向角下風力作用于船體上的成分組成

圖 3.1 COMPASS-WALCS 軟件操作界面（NE 模塊）在三維勢流理論中，計算船體六自由度運動方程時，通常將縱向力與橫向力分開成兩組互相不耦合的運動—縱向運動與橫向運動[55]�？v向運動即縱中平面內(nèi)的運動，包括縱蕩 xG(t)、垂蕩 zG(t)和縱搖θy(t)；橫向運動包括橫蕩 yG(t)、橫搖θx(t)和艏搖θz(t)。并

【參考文獻】

相關期刊論文 前10條

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本文編號：2790712