【摘要】：當(dāng)船舶在海上航行、進(jìn)出港口時(shí),由于船舶的噸位和航行速度的增加,當(dāng)機(jī)械故障或操作不當(dāng)時(shí),船舶可能撞擊到海上建筑、橋墩、碼頭,造成嚴(yán)重的海上交通事故,此外,海上軍事基地的警戒和防護(hù)也日益重要。因此,海上攔阻警戒系統(tǒng)水動(dòng)力特性和系泊強(qiáng)度是一個(gè)值得研究的問(wèn)題,可以為海上攔阻警戒系統(tǒng)的安全使用提供依據(jù)。為了準(zhǔn)確研究海上攔阻警戒系統(tǒng)水動(dòng)力特性和系泊強(qiáng)度,本文選擇WORKBENCH浮體分析平臺(tái),利用海洋工程浮體分析軟件AQWA計(jì)算系泊多浮體耦合系統(tǒng)水動(dòng)力特性和系泊力,驗(yàn)證全耦合時(shí)域分析方法的正確性,建立局部海上攔阻警戒系統(tǒng)的水動(dòng)力模型,進(jìn)行了水動(dòng)力分析、不同海況下的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力響應(yīng)數(shù)值模擬,分析海上攔阻警戒系統(tǒng)的優(yōu)缺點(diǎn)。再將浮體受到的環(huán)境載荷施加到整個(gè)海上攔阻警戒系統(tǒng)中,增加了計(jì)算精度,研究海上攔阻警戒系統(tǒng)的系泊強(qiáng)度。本文的主要工作將從以下幾個(gè)方面展開(kāi):(1)通過(guò)WORKBENCH浮體分析軟件建立水動(dòng)力模型,采用全耦合時(shí)域分析方法,對(duì)浮筒鏈?zhǔn)较挡炊喔◇w耦合系統(tǒng)進(jìn)行了水動(dòng)力分析、不同海況下的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力響應(yīng)數(shù)值模擬、防撞性能分析,與現(xiàn)有物理模型試驗(yàn)進(jìn)行了對(duì)比分析。(2)分析了影響數(shù)值模擬結(jié)果與物理模型試驗(yàn)結(jié)果產(chǎn)生誤差的原因,驗(yàn)證了全耦合時(shí)域分析方法的正確性,用這種方法進(jìn)行系泊多浮體耦合系統(tǒng)水動(dòng)力和防撞性能問(wèn)題的分析是完全可行的。(3)建立了局部海上攔阻警戒系統(tǒng)的水動(dòng)力模型,采用全耦合時(shí)域分析方法,進(jìn)行了水動(dòng)力分析、不同海況下的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力響應(yīng)數(shù)值模擬,并將海上攔阻警戒系統(tǒng)和傳統(tǒng)型防撞系統(tǒng)進(jìn)行對(duì)比分析,對(duì)比了在單純波浪和波流共同作用兩種工況下的運(yùn)動(dòng)響應(yīng)和動(dòng)力響應(yīng),分析了海上攔阻警戒系統(tǒng)的優(yōu)缺點(diǎn)。(4)通過(guò)WORKBENCH浮體分析平臺(tái)得到浮體受到的環(huán)境載荷,在ANSYS軟件中將環(huán)境載荷施加到整個(gè)海上攔阻警戒系統(tǒng)中,進(jìn)行系泊強(qiáng)度分析,模擬了在五級(jí)和八級(jí)海況下浮體漂移12m時(shí),圓柱形浮體和橢球形浮體組成的海上攔阻警戒系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)響應(yīng)和動(dòng)力響應(yīng),得出圓柱形和橢球形結(jié)構(gòu)的海上攔阻警戒系統(tǒng)均滿(mǎn)足強(qiáng)度要求,但橢球形浮體組成的海上攔阻警戒系統(tǒng)的安全系數(shù)高于圓柱形浮體組成的海上攔阻警戒系統(tǒng)。
【圖文】：

圖 1.1 船橋碰撞（圖片來(lái)自互聯(lián)網(wǎng)）圖 1.2 船橋碰撞（圖片來(lái)自互聯(lián)網(wǎng)）碼頭的建成、海上運(yùn)輸?shù)母咚侔l(fā)展和我國(guó)領(lǐng)海海域的保護(hù)，使系泊多應(yīng)用。針對(duì)橋梁的非通航孔設(shè)計(jì)了各類(lèi)浮式防船撞設(shè)施，避免因橋墩

2圖 1.2 船橋碰撞（圖片來(lái)自互聯(lián)網(wǎng)）類(lèi)碼頭的建成、海上運(yùn)輸?shù)母咚侔l(fā)展和我國(guó)領(lǐng)海海域的保護(hù)，，使系泊多浮泛應(yīng)用。針對(duì)橋梁的非通航孔設(shè)計(jì)了各類(lèi)浮式防船撞設(shè)施，避免因橋墩受帶來(lái)嚴(yán)重的人員傷亡和經(jīng)濟(jì)損失。在船舶碰撞的風(fēng)險(xiǎn)分析中，重要的是對(duì)防，近年來(lái)發(fā)展的柔性多浮體防船撞結(jié)構(gòu)，用于保護(hù)海上建筑的安全。在頭也逐漸發(fā)展了浮體系泊式防撞系統(tǒng)，用于攔截由于惡劣環(huán)境或船舶機(jī)械外事故，保護(hù)碼頭的同時(shí)也避免了災(zāi)難性的海上污染。另外，在海上作業(yè)結(jié)構(gòu)面臨著船舶碰撞和墜落物體撞擊的風(fēng)險(xiǎn)，潛在的后果可能從輕微的局對(duì)結(jié)構(gòu)完整性的主要威脅。在極端條件下，意外載荷可能導(dǎo)致整個(gè)結(jié)構(gòu)全
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工程大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類(lèi)號(hào)】：U698;O352

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1 郭sズ

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