波浪中的船舶砰擊作為船舶與海洋工程領域的重點研究課題之一,涉及強非線性等特性。劇烈的砰擊會嚴重降低船舶自身結構的疲勞強度,對船體結構造成損傷,因此在船舶設計過程中,應考慮強非線性砰擊載荷對船體結構安全性的影響。本文使用基于CFD求解器的STAR-CCM+商業(yè)軟件（下文簡稱為STAR）,從簡化結構楔形體入手,設計并開展了其入水砰擊問題的數(shù)值仿真。將所得砰擊力等數(shù)值結果和前人自相似解及試驗結果對比,驗證了數(shù)值模型的可靠性。重點對淺水效應展開計算,量化了水域底端壁面對砰擊力、自由液面抬升等水動力系數(shù)的影響。在此基礎上為深入研究砰擊機理,對曲率更為復雜的船體剖面進行研究�？紤]到預報船舶砰擊載荷時可能會簡化船艏外飄剖面,而簡化前后剖面的水動力特性差異缺乏詳細研究,本文對比分析了一種船艏外飄剖面和三種簡化剖面的垂向砰擊載荷、自由液面抬升等,為船艏外飄剖面的簡化提供指導。最后針對集裝箱船在大波高中的強非線性砰擊問題進行研究,模擬了三維船體在迎浪、斜浪等不同工況下的砰擊現(xiàn)象,重點分析船艏砰擊載荷的分布、峰值等特性,為工程中的船舶砰擊載荷預報提供了依據(jù)和指導。本文的主要研究內(nèi)容如下:（1）介紹了 STA... 

【文章來源】：大連海事大學遼寧省 211工程院校

【文章頁數(shù)】：120 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
1 緒論
    1.1 研究背景及意義
    1.2 入水砰擊問題研究現(xiàn)狀
        1.2.1 二維楔形體入水砰擊研究現(xiàn)狀
        1.2.2 船體剖面入水砰擊問題研究現(xiàn)狀
        1.2.3 三維船體入水砰擊問題研究現(xiàn)狀
    1.3 本文研究內(nèi)容
2 數(shù)值仿真方法
    2.1 引言
    2.2 入水砰擊數(shù)值仿真方法
        2.2.1 STAR求解砰擊問題基礎理論
        2.2.2 入水砰擊數(shù)值仿真的關鍵技術
    2.3 本章小結
3 二維楔形體入水砰擊問題研究
    3.1 引言
    3.2 楔形體入水砰擊數(shù)值模型
        3.2.1 計算域及網(wǎng)格劃分
        3.2.2 邊界條件
    3.3 收斂性分析及算法驗證
        3.3.1 收斂性分析
        3.3.2 驗證
    3.4 淺水效應計算結果分析
        3.4.1 壓力場
        3.4.2 自由液面抬升
        3.4.3 砰擊力
    3.5 本章小結
4 船體剖面入水砰擊問題研究
    4.1 引言
    4.2 船體剖面入水砰擊數(shù)值模型
        4.2.1 計算域及網(wǎng)格劃分
        4.2.2 邊界條件
    4.3 收斂性分析及驗證
        4.3.1 收斂性分析
        4.3.2 驗證
    4.4 計算結果分析
        4.4.1 自由液面抬升
        4.4.2 壓力場
        4.4.3 砰擊力
    4.5 本章小結
5 三維船體強非線性入水砰擊問題研究
    5.1 引言
    5.2 一階VOF波模擬
        5.2.1 計算域及網(wǎng)格劃分
        5.2.2 邊界條件及波浪參數(shù)設置
        5.2.3 收斂性分析
        5.2.4 數(shù)值造波驗證
    5.3 三維船體強非線性入水砰擊
        5.3.1 計算域及網(wǎng)格劃分
        5.3.2 邊界條件及參數(shù)設置
        5.3.3 收斂性分析
        5.3.4 數(shù)值方法驗證
    5.4 迎浪和斜浪情況下的砰擊載荷研究
        5.4.1 迎浪情況
        5.4.2 斜浪情況
        5.4.3 砰擊壓力的比較和分析
    5.5 本章小結
結論與展望
參考文獻
致謝
作者簡歷及攻讀碩士學位期間的科研成果



本文編號：3169036