本文關(guān)鍵詞：船舶參數(shù)橫搖發(fā)生區(qū)間和幅值分布研究

  更多相關(guān)文章： 全浪向 遭遇頻率 參數(shù)橫搖 發(fā)生區(qū)間 風載荷

【摘要】：船舶參數(shù)橫搖因其在實際海況中有一定的發(fā)生概率以及其能引起的巨大損失,被國際海事組織(IMO)在第二代完整穩(wěn)性衡準研究中確定為五種船舶穩(wěn)性失效模式之一近年來被廣泛研究。本文以C11型集裝箱船在規(guī)則波中的航行為研究對象,對其在全浪向下可能發(fā)生的參數(shù)橫搖運動進行數(shù)值模擬計算,并在此基礎上考慮風載荷對船舶參數(shù)橫搖的影響,對比分析兩種情況下的計算結(jié)果。使用多尺度法分別求解含風力激勵項和不含風力激勵項的船舶參數(shù)橫搖運動方程的解析解,并對解析解和數(shù)值解的結(jié)果進行比較分析。在滿足參數(shù)橫搖頻率要求的前提下,通過對遭遇頻率公式在一系列確定的航速和航向組合下的波浪頻率值的求解,結(jié)合易于發(fā)生參數(shù)橫搖的波長-船長關(guān)系,預測出船舶可能發(fā)生參數(shù)橫搖的區(qū)間。在此區(qū)間內(nèi)選取若干海況組合,使用AQWA-NAUT軟件進行數(shù)值計算。數(shù)值計算考慮瞬時濕表面變化的影響,使用非線性橫搖阻尼系數(shù),控制航速和航向。根據(jù)數(shù)值計算結(jié)果,得到每種海況下的船舶橫搖運動時間歷程曲線以及橫搖幅值頻譜圖。通過觀察船舶橫搖角幅值大小和幅值頻譜圖中的橫搖主頻率與遭遇頻率的比值以及橫搖幅值的分布規(guī)律,總結(jié)分析該船在不同浪向、航速時發(fā)生參數(shù)橫搖運動的特點。結(jié)果很好的驗證了本文關(guān)于C11集裝箱船參數(shù)橫搖發(fā)生區(qū)間預測結(jié)果的準確性。在遭遇頻率等于兩倍橫搖固有頻率的前提下,當航速和波高滿足一定條件時,船舶在斜浪、甚至橫浪中都有可能會發(fā)生參數(shù)橫搖；航速、波高波長比值都相同時,越接近縱浪,發(fā)生參數(shù)橫搖的橫搖幅值越大；當發(fā)生參數(shù)橫搖時,遭遇頻率對應的強迫激勵項橫搖幅值分量在斜浪中非常小,在縱浪中幾乎為零；同時,波高的改變會導致橫搖激勵的主要形式在參數(shù)激勵和強迫激勵之間發(fā)生轉(zhuǎn)變。本文首次在船舶參數(shù)橫搖的研究中考慮風載荷的影響,在數(shù)值模擬時,使用藤原敏文風載荷系數(shù)計算理論,添加定常風載荷作用,將其數(shù)值計算結(jié)果與未考慮風載荷影響的計算結(jié)果進行對比分析。結(jié)果表明：定常風載荷對船舶的作用一部分體現(xiàn)在給了船舶一個定常的橫傾值,另一部分改變了船舶的參數(shù)激勵強度,從而會改變船舶的參數(shù)橫搖運動狀態(tài)。在進行解析解研究時,分別建立包含風載荷激勵項和不包含風載荷激勵項的船舶參數(shù)橫搖運動方程,使用多尺度法進行解析求解,并將解析解結(jié)果與數(shù)值計算結(jié)果進行對比。
【關(guān)鍵詞】：全浪向 遭遇頻率 參數(shù)橫搖 發(fā)生區(qū)間 風載荷
【學位授予單位】：大連理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：U661.321
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 1 緒論9-16
• 1.1 研究背景9-10
• 1.2 國內(nèi)外研究進展10-14
• 1.2.1 參數(shù)橫搖研究進展10-13
• 1.2.2 風載荷計算研究進展13-14
• 1.3 本文工作14-16
• 2 基本理論16-32
• 2.1 運動方程16-18
• 2.1.1 運動坐標系16
• 2.1.2 船舶運動方程16-18
• 2.2 船舶參數(shù)橫搖運動數(shù)學模型18-20
• 2.2.1 縱浪和斜浪中船舶參數(shù)橫搖運動方程18-19
• 2.2.2 考慮風載荷的參數(shù)橫搖運動方程19-20
• 2.3 風載荷計算理論20-23
• 2.3.1 Isherwood方法20-21
• 2.3.2 藤原敏文方法21-23
• 2.4 試驗模型與計算方法介紹23-31
• 2.4.1 試驗模型介紹23-24
• 2.4.2 數(shù)值模擬方法24-30
• 2.4.3 解析求解方法30-31
• 2.5 本章小結(jié)31-32
• 3 船舶參數(shù)橫搖運動數(shù)值模擬研究32-52
• 3.1 C11集裝箱船參數(shù)橫搖發(fā)生區(qū)間32-34
• 3.2 多角度參數(shù)橫搖數(shù)值模擬34-44
• 3.2.1 數(shù)值計算海況組合34-35
• 3.2.2 數(shù)值計算結(jié)果35-37
• 3.2.3 結(jié)果分析37-44
• 3.3 考慮風載荷參數(shù)橫搖數(shù)值模擬44-51
• 3.3.1 C11船風載荷系數(shù)44-46
• 3.3.2 數(shù)值計算結(jié)果及分析46-51
• 3.4 本章小結(jié)51-52
• 4 船舶參數(shù)橫搖運動解析解52-65
• 4.1 確定參數(shù)激勵項52-53
• 4.2 斜浪參數(shù)橫搖方程解析解53-64
• 4.2.1 不考慮風載荷情況53-58
• 4.2.2 考慮風載荷情況58-64
• 4.3 本章小結(jié)64-65
• 5 結(jié)論與展望65-67
• 5.1 全文結(jié)論65-66
• 5.2 研究展望66-67
• 參考文獻67-70
• 附錄A 部分公式70-72
• 攻讀碩士學位期間發(fā)表學術(shù)論文情況72-73
• 致謝73-74

【參考文獻】

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本文編號：624160