本文關(guān)鍵詞：Y590雙體帆船的結(jié)構(gòu)分析及其優(yōu)化設(shè)計(jì)

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【摘要】：隨著科學(xué)技術(shù)和社會(huì)經(jīng)濟(jì)水平的不斷提高，帆船的用途不僅僅局限于交通運(yùn)輸或漁業(yè)捕撈，體育運(yùn)動(dòng)、休閑娛樂(lè)也成為其主要應(yīng)用。帆船以其不消耗資源、不污染環(huán)境的優(yōu)點(diǎn)越來(lái)越受到重視，帆船產(chǎn)業(yè)作為藍(lán)色經(jīng)濟(jì)、海洋文化的重要組成部分必將快速迅猛發(fā)展。隨著中國(guó)沿海城市基礎(chǔ)設(shè)施的不斷完善，中國(guó)帆船的巨大市場(chǎng)給世界帆船產(chǎn)業(yè)帶來(lái)了前所未有的機(jī)遇。 本課題以Y590雙體帆船為例，從船型設(shè)計(jì)、模擬試驗(yàn)數(shù)據(jù)分析以及船型優(yōu)化三個(gè)方面結(jié)合，將理論研究系統(tǒng)化，提高了研發(fā)效率。 本課題簡(jiǎn)單介紹了游艇帆船產(chǎn)業(yè)，明確了Y590雙體帆船的定位，根據(jù)Y590雙體帆船主要風(fēng)格造型、設(shè)計(jì)特點(diǎn)以及基本尺寸，利用Rhino3D NURBS軟件創(chuàng)建Y590雙體帆船的三維模型。 利用MAXSURF軟件對(duì)Y590雙體帆船船體模型進(jìn)行設(shè)計(jì)，分析了船體的主要性能，并繪制了Y590雙體帆船的型線圖、靜水力曲線和穩(wěn)性曲線等相關(guān)圖譜，計(jì)算其相關(guān)數(shù)據(jù)，保證了Y590雙體帆船在波浪中的航行安全和各項(xiàng)功能的正常使用。 利用自主設(shè)計(jì)研發(fā)的循環(huán)水池，對(duì)Y590雙體帆船進(jìn)行了船模阻力試驗(yàn)，根據(jù)試驗(yàn)測(cè)得的數(shù)據(jù)，繪制其船模阻力曲線，并依據(jù)二因次換算法，計(jì)算出Y590雙體帆船的總阻力。利用CFD數(shù)值模擬軟件FLUENT進(jìn)行水氣兩相流模擬，得到了Y590雙體帆船的基本航行性能；通過(guò)分析船體在不同速度時(shí)的動(dòng)壓、靜壓、水氣分布情況和波形圖來(lái)觀察阻力大��；將模擬數(shù)值和經(jīng)驗(yàn)公式得到的摩擦阻力系數(shù)值進(jìn)行比較，分析兩者在阻力預(yù)報(bào)方面的特點(diǎn)。將循環(huán)水池試驗(yàn)數(shù)據(jù)與CFD模擬數(shù)據(jù)相比較，分析兩者在獲取阻力方面各自的特點(diǎn)。通過(guò)以上工作可以掌握Y590雙體帆船的航行狀態(tài)、船體性能及阻力情況，并為船型改進(jìn)、優(yōu)化提供有效依據(jù)。 介紹了帆船常用的帆裝，并依據(jù)常用的風(fēng)帆面積經(jīng)驗(yàn)估算公式對(duì)Y590雙體帆船的風(fēng)帆面積進(jìn)行了估算，確定了合適的帆裝。簡(jiǎn)要分析了帆船帆翼的空氣動(dòng)力性能，在此基礎(chǔ)上通過(guò)帆船性能分析模塊求解帆船在不同風(fēng)速下的航速極位圖，對(duì)不同風(fēng)速下帆船的航速進(jìn)行了預(yù)報(bào)，并繪制了帆船在不同風(fēng)速下的最大航速示意圖。 分析了Y590雙體帆船結(jié)構(gòu)強(qiáng)度以及許用強(qiáng)度，選取兩種典型工況，運(yùn)用Ansys有限元分析軟件對(duì)Y590雙體帆船進(jìn)行全船有限元結(jié)構(gòu)的分析計(jì)算，并得出了最大應(yīng)力小于許用應(yīng)力的結(jié)論，為以后同類船型設(shè)計(jì)提供有益的參考。 通過(guò)結(jié)合前幾章虛擬試驗(yàn)和模擬分析的數(shù)據(jù)、結(jié)論，從船體的材料、結(jié)構(gòu)以及船體性能等方面，提出了改進(jìn)的方案及建議，對(duì)Y590雙體帆船進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì)。 本課題通過(guò)充分發(fā)揮計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)、計(jì)算軟件的優(yōu)勢(shì)，對(duì)Y590雙體帆船進(jìn)行了一系列的試驗(yàn)、模擬分析，計(jì)算結(jié)果表明，理論計(jì)算數(shù)據(jù)與同一類型的實(shí)船數(shù)據(jù)吻合程度較高，，可以為以后的帆船游艇的設(shè)計(jì)與制造提供理論方法和依據(jù)。
【關(guān)鍵詞】：雙體帆船MAXSURF 循環(huán)水池 FLUENT 優(yōu)化設(shè)計(jì)
【學(xué)位授予單位】：青島科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號(hào)】：U674.926
【目錄】：

• 摘要4-6
• ABSTRACT6-10
• 符號(hào)說(shuō)明10-12
• 1 緒論12-25
• 1.1 游艇帆船產(chǎn)業(yè)國(guó)內(nèi)外發(fā)展概述12-16
• 1.2 帆船游艇建造工藝概述16-19
• 1.3 雙體帆船簡(jiǎn)介19-21
• 1.4 課題背景、研究?jī)?nèi)容及目標(biāo)21-23
• 1.5 課題研究方案23-24
• 1.6 課題創(chuàng)新點(diǎn)24-25
• 2 Y590雙體帆船的造型設(shè)計(jì)25-35
• 2.1 游艇帆船的造型設(shè)計(jì)簡(jiǎn)介25-29
• 2.2 市場(chǎng)中帆船產(chǎn)品簡(jiǎn)介29-31
• 2.3 Y590 雙體帆船的產(chǎn)品定位及設(shè)計(jì)特點(diǎn)31-32
• 2.4 Y590 雙體帆船在 Rhino 軟件中的造型設(shè)計(jì)32-34
• 2.5 本章小結(jié)34-35
• 3 Y590雙體帆船的總體性能計(jì)算35-44
• 3.1 MAXSURF 軟件35-36
• 3.2 Y590 雙體帆船模型36-39
• 3.3 Y590 雙體帆船浮性、穩(wěn)性計(jì)算39-43
• 3.5 本章小結(jié)43-44
• 4 Y590雙體帆船船模在循環(huán)水池中的阻力分析44-57
• 4.1 循環(huán)水池試驗(yàn)44-49
• 4.2 循環(huán)水池試驗(yàn)的目的及原理49-52
• 4.3 Y590 雙體帆船船模的阻力試驗(yàn)52-54
• 4.4 循環(huán)水池試驗(yàn)數(shù)據(jù)整理54-56
• 4.5 小結(jié)56-57
• 5 Y590雙體帆船的CFD數(shù)值模擬57-69
• 5.1 模擬前模型的前處理57-59
• 5.2 船底流體分析59-68
• 5.3 本章小結(jié)68-69
• 6 風(fēng)動(dòng)力計(jì)算及風(fēng)帆設(shè)計(jì)69-80
• 6.1 風(fēng)帆簡(jiǎn)介及帆裝的選取69-70
• 6.2 帆裝參數(shù)的確定70-71
• 6.3 風(fēng)帆空氣動(dòng)力特性簡(jiǎn)介71-74
• 6.4 航速預(yù)測(cè)74-79
• 6.5 本章小結(jié)79-80
• 7 Y590雙體帆船結(jié)構(gòu)的有限元分析80-90
• 7.1 概述80-81
• 7.2 Y590 雙體帆船的船體載荷分析81-85
• 7.3 Y590 雙體帆船的有限元分析85-89
• 7.4 結(jié)論89-90
• 8 Y590雙體帆船的優(yōu)化設(shè)計(jì)90-93
• 8.1 Y590 雙體帆船優(yōu)化設(shè)計(jì)90-92
• 8.2 小結(jié)92-93
• 9 總結(jié)與展望93-95
• 9.1 總結(jié)93-94
• 9.2 有待進(jìn)一步研究的問(wèn)題94-95
• 參考文獻(xiàn)95-99
• 致謝99-100
• 攻讀碩士研究生期間取得的科研成果100-101

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：878922