流固耦合現(xiàn)象存在于各行各業(yè)的方方面面。對(duì)于船舶而言,船舶航行于水面,舷側(cè)和底部與水接觸,同時(shí)船體內(nèi)部設(shè)置液艙,艙內(nèi)和艙外都存在流固耦合現(xiàn)象。一般工程中處理舷外水主要采用劉易斯圖譜法和虛擬質(zhì)量法,艙內(nèi)水則以質(zhì)量點(diǎn)的形式模擬,忽略了船體與液體的耦合作用。船體結(jié)構(gòu)復(fù)雜,體積龐大,目前對(duì)船舶尾部振動(dòng)的分析主要依靠數(shù)值模擬,很少會(huì)直接對(duì)尾部結(jié)構(gòu)進(jìn)行試驗(yàn)研究分析�；诖�,本文將開(kāi)展結(jié)構(gòu)與外部流域和內(nèi)部流域耦合振動(dòng)的研究,分析水深、液面高度等外部因素對(duì)振動(dòng)特性的影響,同時(shí)結(jié)合試驗(yàn)數(shù)據(jù)檢驗(yàn)數(shù)值方法的可靠性。本文主要研究工作如下:(1)開(kāi)展外部流域流固耦合振動(dòng)問(wèn)題的研究分析:以船上常見(jiàn)板格為研究對(duì)象,采用ansys流體有限元法,以及nastran流體有限元法和虛擬質(zhì)量法,分析板格振動(dòng)特性,研究板格單面接水水深和雙面接水水深對(duì)振動(dòng)特性的影響,以及不同邊界條件對(duì)流固耦合振動(dòng)特性的影響。針對(duì)一小水線面雙體船,計(jì)算其干濕模態(tài)振動(dòng)特性,分析小水線面雙體船與常規(guī)單體船振動(dòng)特性的差異,在此基礎(chǔ)上,建立雙片體有限元模型,研究雙體間距對(duì)振動(dòng)模態(tài)和附連水質(zhì)量的影響,以及虛擬質(zhì)量法的適用性。(2)開(kāi)展內(nèi)部流域流固耦合振動(dòng)問(wèn)題... 

【文章來(lái)源】：上海交通大學(xué)上海市 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

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【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

流體域邊界Figure2-1fluiddomainboundary

17圖 2-2 虛擬質(zhì)量法適用范圍Figure 2-2 Scope of application of virtual mass method虛擬質(zhì)量法進(jìn)行結(jié)構(gòu)在流體中的振動(dòng)模態(tài)分析時(shí)，不需建立流體單據(jù)段（BulkData）中，通過(guò)卡片 ELIST，定義一組由 TRIA3 或 Q流固耦合交界面（即“濕面”），在卡片 MFLUID 中定義屬性，包

上海交通大學(xué)碩士學(xué)位論文泊松比 0.3；對(duì)流體賦予水的屬性，流體密度為3 1000 Kg /m，水中聲速c 1460 m /s，其中與結(jié)構(gòu)直接接觸的流體單元的 KEYOPT(2)值設(shè)為 0，其余流體單元 KEYOPT(2)值設(shè)為 1。選取流體單元中流體與結(jié)構(gòu)交界面上的節(jié)點(diǎn)，執(zhí)行 FSI 操作，標(biāo)記流固耦合界面。對(duì)懸臂梁模型底面施加固支約束，流場(chǎng)底部約束 z 向位移，自由液面施加壓力為 0 的約束。定義分析類型為模態(tài)分析，選擇非對(duì)稱法進(jìn)行模態(tài)計(jì)算，讀取分析結(jié)果。在 Ansys 經(jīng)典界面中用 APDL 語(yǔ)言程序分別計(jì)算懸臂梁干模態(tài)以及浸入水中115mm、265mm 和剛好浸沒(méi)四種工況，四種工況下 ansys 中有限元模型如圖 2-3~圖2-6 所示。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]艦船低頻水下輻射噪聲的聲固耦合數(shù)值計(jì)算方法[J]. 李清,楊德慶,郁揚(yáng).  振動(dòng)與沖擊. 2018(03)
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[6]基于雙漸進(jìn)方法的水下爆炸氣泡載荷作用下艦船的動(dòng)態(tài)響應(yīng)分析[J]. 張弩,宗智,張文鵬,孫雷,李章銳.  振動(dòng)與沖擊. 2012(23)
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博士論文
[1]船舶雙層底結(jié)構(gòu)振動(dòng)的流固耦合分析[D]. 閆錦.大連海事大學(xué) 2013

碩士論文
[1]船舶總體振動(dòng)的附加水質(zhì)量算法研究[D]. 何歡.大連理工大學(xué) 2014
[2]液艙艙壁振動(dòng)的附加質(zhì)量研究[D]. 諸俊楷.大連理工大學(xué) 2013



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