本文關(guān)鍵詞：基于NURBS高階面元法的有航速船舶輻射問(wèn)題數(shù)值計(jì)算研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：相對(duì)于理論和試驗(yàn)方法，用數(shù)值方法計(jì)算船舶水動(dòng)力具有其獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)和發(fā)展?jié)摿�。上世紀(jì)60年代至今，隨著計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)(CFD)取得了重大的進(jìn)展。CFD應(yīng)用于船舶水動(dòng)力學(xué)問(wèn)題的數(shù)值求解，產(chǎn)生了船舶CFD方法。隨著船舶CFD技術(shù)被越來(lái)越廣泛地應(yīng)用于實(shí)際工程問(wèn)題，勢(shì)流法求解船舶水動(dòng)力學(xué)問(wèn)題的快捷性和精確性越來(lái)越重要，應(yīng)用高階面元法求解船舶水動(dòng)力問(wèn)題成為當(dāng)今的一個(gè)研究熱點(diǎn)。近年來(lái)，出現(xiàn)了眾多的高階面元法，其中基于被國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織(ISO)規(guī)定為定義工業(yè)產(chǎn)品幾何形狀的唯一數(shù)學(xué)描述工具的非均勻有理B樣條(NURBS)的高階面元法因?yàn)榭梢院痛坝?jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)(CAD)更好地結(jié)合，更方便快捷地進(jìn)行船型設(shè)計(jì)和船舶水動(dòng)力性能設(shè)計(jì)、優(yōu)化，因而具有相當(dāng)好的發(fā)展前景。 本文采用Rankine源作為Green函數(shù)，采用非均勻有理B樣條(NURBS)來(lái)表達(dá)物面幾何及源強(qiáng)分布密度，采用頻域法對(duì)自由面邊界條件進(jìn)行線性化處理，開(kāi)發(fā)了一種基于NURBS的Rankine高階面元法，用于數(shù)值計(jì)算考慮自由面邊界條件的有航速船舶微幅搖蕩運(yùn)動(dòng)水動(dòng)力系數(shù)，以模擬試驗(yàn)水池中的約束船模平面運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)(PMM)試驗(yàn)。由于源強(qiáng)分布密度采用NURBS的高階表示方法，克服了常數(shù)面元法源強(qiáng)分布密度不連續(xù)的缺陷，能夠精確高效地計(jì)算求解輻射問(wèn)題的頻域法中出現(xiàn)的所謂的“m”項(xiàng)，從而有效地計(jì)算船舶搖蕩運(yùn)動(dòng)水動(dòng)力系數(shù)。 為了驗(yàn)證本文開(kāi)發(fā)的高階面元法的有效性，首先對(duì)無(wú)界流場(chǎng)中的球體及一般橢球體的附加質(zhì)量進(jìn)行了數(shù)值計(jì)算，并將計(jì)算結(jié)果和理論結(jié)果進(jìn)行了比較。隨后，以近水面橢球體和Wigley數(shù)學(xué)船型為例，對(duì)計(jì)及自由面興波的有航速物體搖蕩運(yùn)動(dòng)水動(dòng)力進(jìn)行了計(jì)算，給出了第2、6運(yùn)動(dòng)模式下的附加質(zhì)量和阻尼系數(shù)。通過(guò)對(duì)算例數(shù)值結(jié)果的分析，得出了一些初步的結(jié)論。
【關(guān)鍵詞】：輻射問(wèn)題 水動(dòng)力系數(shù) 頻域法 高階面元法 NURBS Rankine源
【學(xué)位授予單位】：武漢理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2005
【分類號(hào)】：U661
【目錄】：

• 第1章 緒論7-11
• 1.1 研究的目的和意義7-8
• 1.2 國(guó)內(nèi)外相關(guān)研究的現(xiàn)狀及動(dòng)態(tài)8-10
• 1.2.1 船舶水動(dòng)力學(xué)問(wèn)題數(shù)值計(jì)算研究8-9
• 1.2.2 面元法綜述9-10
• 1.3 本文的主要工作10-11
• 第2章 NURBS在CAGD中的應(yīng)用11-19
• 2.1 概述11-13
• 2.2 三維曲面的NURBS表達(dá)及NURBS曲面論的相關(guān)知識(shí)13-15
• 2.3 權(quán)因子對(duì)曲面形狀的影響15-18
• 2.4 本章小節(jié)18-19
• 第3章 基于NURBS高階面元法求解勢(shì)流問(wèn)題19-30
• 3.1 引言19
• 3.2 基本理論19-26
• 3.2.1 理想流體的定解問(wèn)題19-21
• 3.2.2 求解速度勢(shì)的格林函數(shù)法21-22
• 3.2.3 速度勢(shì)及其導(dǎo)數(shù)的NURBS表達(dá)22-26
• 3.3 NURBS高階面元法的驗(yàn)證26-29
• 3.4 本章小結(jié)29-30
• 第4章 有航速船舶微幅搖蕩運(yùn)動(dòng)理論30-42
• 4.1 問(wèn)題的描述30-31
• 4.2 自由面邊界條件的線性化31-34
• 4.3 物面邊界條件的線性化34-35
• 4.4 簡(jiǎn)諧搖蕩運(yùn)動(dòng)問(wèn)題的頻域表達(dá)35-37
• 4.5 有航速搖蕩運(yùn)動(dòng)的水動(dòng)力系數(shù)37-38
• 4.6 邊值問(wèn)題的定解方程組38-41
• 4.7 本章小結(jié)41-42
• 第5章 有航速三維物體搖蕩運(yùn)動(dòng)水動(dòng)力系數(shù)的數(shù)值計(jì)算42-56
• 5.1 引言42
• 5.2 源強(qiáng)分布的求解42-46
• 5.2.1 合模勢(shì)中的擾動(dòng)勢(shì)部分的數(shù)值離散43
• 5.2.2 輻射勢(shì)的數(shù)值離散43-46
• 5.3 下潛橢球的水動(dòng)力導(dǎo)數(shù)計(jì)算46-50
• 5.4 數(shù)學(xué)船型的水動(dòng)力導(dǎo)數(shù)計(jì)算50-55
• 5.5 本章小結(jié)55-56
• 第6章 總結(jié)與展望56-58
• 參考文獻(xiàn)58-62
• 致謝62-63
• 攻讀學(xué)位期間發(fā)表的論文和參加科研情況63

【引證文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前4條

1 劉日明;任慧龍;;基于PCL語(yǔ)言的浮體濕表面B樣條面元生成方法[J];海洋工程;2008年04期

2 劉日明;任慧龍;李輝;;B樣條面元法在波浪載荷計(jì)算中若干問(wèn)題研究[J];海洋工程;2011年02期

3 趙耀中;鄒早建;王化明;;一種處理高階面元法中奇異積分的方法[J];船海工程;2007年03期

4 何適;鄒早建;高志亮;;船舶有航速輻射問(wèn)題數(shù)值計(jì)算研究[J];船海工程;2010年03期

中國(guó)博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前2條

1 李輝;船舶波浪載荷的三維水彈性分析方法研究[D];哈爾濱工程大學(xué);2009年

2 劉日明;基于B樣條面元法的浮體二階水動(dòng)力計(jì)算[D];哈爾濱工程大學(xué);2009年

中國(guó)碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前4條

1 王偉飛;基于Rankine源法艦船有航速時(shí)域三維波浪載荷計(jì)算[D];哈爾濱工程大學(xué);2010年

2 宋久振;單體排水式復(fù)合船型水動(dòng)力性能研究[D];哈爾濱工程大學(xué);2010年

3 趙耀中;船舶有航速輻射水動(dòng)力計(jì)算研究[D];上海交通大學(xué);2007年

4 李學(xué)菊;基于Rankine源的艦船波浪載荷時(shí)域計(jì)算方法研究[D];哈爾濱工程大學(xué);2009年

  本文關(guān)鍵詞：基于NURBS高階面元法的有航速船舶輻射問(wèn)題數(shù)值計(jì)算研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號(hào)：351689