發(fā)布時(shí)間：2020-11-20 00:32

　　 全墊升氣墊船船體底部四周裝有圍裙結(jié)構(gòu),在氣墊的支撐作用下,可以使船體行駛時(shí)脫離水面。因此,氣墊船可以在水面上或者陸地上航行,具有優(yōu)良的高速性與兩棲性,被廣泛應(yīng)用于軍事和民用船舶領(lǐng)域~([52])。然而,也正是由于全墊升氣墊船結(jié)構(gòu)及航行的特殊性,使得全墊升氣墊船在許多方面不同于其他常規(guī)船舶。比如,全墊升氣墊船柔性圍裙系統(tǒng)、墊升系統(tǒng)以及兩者相互耦合產(chǎn)生的動(dòng)態(tài)響應(yīng);圍裙結(jié)構(gòu)的動(dòng)態(tài)響應(yīng)特性與氣墊船的穩(wěn)性、適航性和耐波性等運(yùn)動(dòng)性密切相關(guān)。同時(shí),圍裙動(dòng)態(tài)的仿真需要更為嚴(yán)謹(jǐn)?shù)臍鈮|船運(yùn)動(dòng)力學(xué)模型和精度更高的數(shù)值求解方法。目前,對(duì)柔性圍裙結(jié)構(gòu)動(dòng)態(tài)響應(yīng)研究的文獻(xiàn)和圍裙結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的規(guī)范非常罕見(jiàn),現(xiàn)有圍裙結(jié)構(gòu)模型也沒(méi)有考慮到圍裙結(jié)構(gòu)形式多樣性,無(wú)法反映不同結(jié)構(gòu)形式圍裙的動(dòng)態(tài)響應(yīng)特性。因此,本文從理論推導(dǎo)入手,對(duì)全墊升氣墊船柔性圍裙結(jié)構(gòu)動(dòng)態(tài)響應(yīng)進(jìn)行研究,主要完成了以下幾部分工作:1.氣墊船墊升系統(tǒng)的氣動(dòng)力學(xué)模型推導(dǎo)。通過(guò)分析風(fēng)扇、氣道等特性,研究流量從風(fēng)扇傳遞到圍裙囊內(nèi)的流量–壓力特性曲線。在此基礎(chǔ)上,基于伯努利方程和理想氣體狀態(tài)方程,建立了墊升系統(tǒng)的氣動(dòng)力學(xué)模型。2.氣墊船運(yùn)動(dòng)力學(xué)模型推導(dǎo)�；诶窭嗜樟W(xué)理論,將圍裙簡(jiǎn)化為二自由度的動(dòng)力學(xué)系統(tǒng),建立柔性囊指圍裙動(dòng)力學(xué)模型。通過(guò)氣動(dòng)力學(xué)模型和圍裙動(dòng)力學(xué)模型的耦合,最終建立氣墊船運(yùn)動(dòng)力學(xué)模型。3.氣墊船柔性圍裙結(jié)構(gòu)動(dòng)態(tài)響應(yīng)數(shù)值分析。通過(guò)對(duì)氣墊船運(yùn)動(dòng)力學(xué)模型的分析,選擇合適的數(shù)值方法,求解模型中的非線性微分方程組。最終得到柔性圍裙的動(dòng)態(tài)響應(yīng)和運(yùn)動(dòng)響應(yīng)。4.三囊圍裙(艉裙)結(jié)構(gòu)動(dòng)態(tài)響應(yīng)研究。氣墊船圍裙形式具有多樣性,因此基于拉格朗日力學(xué)理論推導(dǎo)出三囊四自由度艉裙動(dòng)力學(xué)模型,并結(jié)合氣動(dòng)力學(xué)模型計(jì)算出艉裙的動(dòng)態(tài)響應(yīng)。本文通過(guò)推導(dǎo)氣墊船運(yùn)動(dòng)力學(xué)模型,選擇合理的數(shù)值方法,得到圍裙的動(dòng)態(tài)響應(yīng)。再通過(guò)與相關(guān)設(shè)計(jì)規(guī)范以及自身對(duì)比,發(fā)現(xiàn)數(shù)值計(jì)算結(jié)果符合圍裙的運(yùn)動(dòng)規(guī)律,為以后預(yù)報(bào)氣墊船環(huán)境載荷奠定基礎(chǔ)。
【學(xué)位單位】：哈爾濱工程大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：U674.943
【文章目錄】：
摘要
abstract
第1章 緒論
    1.1 課題的研究背景及意義
    1.2 國(guó)內(nèi)外氣墊船的研究現(xiàn)狀及其發(fā)展動(dòng)態(tài)
        1.2.1 氣墊船的發(fā)展現(xiàn)狀
        1.2.2 圍裙與墊升系統(tǒng)耦合的動(dòng)態(tài)研究發(fā)展現(xiàn)狀
    1.3 課題的研究?jī)?nèi)容
第2章 全墊升氣墊船運(yùn)動(dòng)力學(xué)模型分析
    2.1 概述
    2.2 氣墊船剛性船體系統(tǒng)分析
    2.3 氣墊船柔性圍裙系統(tǒng)的分析
        2.3.1 氣墊船柔性圍裙幾何結(jié)構(gòu)模型
        2.3.2 柔性圍裙系統(tǒng)的動(dòng)力學(xué)模型分析
    2.4 氣墊船墊升系統(tǒng)分析
        2.4.1 墊升系統(tǒng)風(fēng)扇特性
        2.4.2 墊升系統(tǒng)的氣動(dòng)力學(xué)模型分析
    2.5 二自由度囊指圍裙的氣墊船運(yùn)動(dòng)力學(xué)模型
    2.6 本章小結(jié)
第3章 柔性囊指圍裙結(jié)構(gòu)動(dòng)態(tài)響應(yīng)時(shí)域求解
    3.1 概述
    3.2 系統(tǒng)動(dòng)態(tài)耦合過(guò)程
    3.3 氣墊船實(shí)船參數(shù)與變量初始值
    3.4 柔性圍裙動(dòng)態(tài)響應(yīng)時(shí)域求解數(shù)值方法分析
        3.4.1 四階龍格-庫(kù)塔法數(shù)值分析
        3.4.2 多項(xiàng)式外推法數(shù)值分析
        3.4.3 線性化數(shù)值分析
    3.5 本章小結(jié)
第4章 三囊四自由度圍裙動(dòng)態(tài)響應(yīng)研究
    4.1 概述
    4.2 三囊四自由度柔性圍裙結(jié)構(gòu)分析
        4.2.1 圍裙結(jié)構(gòu)自由度的選取
    4.3 三囊四自由度圍裙動(dòng)力學(xué)模型
        4.3.1 拉格朗日運(yùn)動(dòng)方程
        4.3.2 三囊圍裙模型中的動(dòng)能以及勢(shì)能
        4.3.3 三囊圍裙模型中的非保守力
    4.4 三囊艉裙的氣動(dòng)力學(xué)模型分析
    4.5 三囊四自由度艉裙結(jié)構(gòu)的動(dòng)態(tài)響應(yīng)數(shù)值分析
    4.6 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文和取得的科研成果
致謝

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前8條

1 周紅友;;氣墊船及其軍事用途淺析[J];艦船電子工程;2008年02期

2 呂世海;劉春光;馬濤;;氣墊船高速縱穩(wěn)性與艏裙流體動(dòng)力性能分析[J];船舶;2006年04期

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1 冀楠;全墊升氣墊船運(yùn)動(dòng)特性研究[D];哈爾濱工程大學(xué);2014年

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1 李建彰;全墊升氣墊船結(jié)構(gòu)強(qiáng)度評(píng)估及局部振動(dòng)分析[D];哈爾濱工程大學(xué);2014年

本文編號(hào)：2890667