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海洋柱形浮标阻力和运动特性研究
| 论文题名： | 海洋柱形浮标阻力和运动特性研究 |
| 关键词： | 海洋浮标;拖航阻力;运动特性;数值模拟 |
| 摘要： | 海洋浮标为一类装有各种探测设备的海上平台,是现代化海洋监测系统中的重要组成部分。由于经常处于复杂恶劣的环境条件下,浮标的运动特性研究,对于保障浮标完成其预定的海洋监测任务非常重要。 本文针对直径为2.6米的柱形浮标,采用模型试验的方法,研究了其在不同波浪条件下的拖航阻力、拖航稳性和运动响应特性的变化规律。考虑不同的波浪参数和航速,确定相应的比尺,设计了试验模型,在天津大学船模试验水池中开展了系列试验研究工作,包括静水阻力拖航试验、波浪拖航试验以及规则波试验,得到了如下规律:浮标静水阻力特性以及最佳拖曳位置,在波浪中的增阻以及运动大小,和规则波中的运动响应。 应用三维线性势流理论和波浪的绕射/辐射理论,结合水动力计算软件SESAM,采用数值模拟的方法,研究了不同水深和浪向条件下的浮标运动以及系泊系统的动力响应。建立浮标的三维模型,计算了浮标的频域以及非线性时域耦合运动响应,确定了浮标的固有运动周期,得到了浮标在波浪中的运动特性,并与规则波试验结果进行了对比,二者吻合较好;得到了时域中的浮标运动和锚链张力特性,基于系泊线的强度和浮标允许的运动范围,分析了浮标极限状态下的生存环境条件。 文章通过试验和数值计算分析,预报了柱形浮标拖航过程中的阻力和运动大小,得到了规则波中的运动特性和风浪流联合作用下锚锭浮标的动力响应,所得结果具有实用价值,可供设计部门参考使用。 |
| 作者： | 曹宏宇 |
| 专业： | 船舶与海洋工程 |
| 导师： | 唐友刚 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 天津大学 |
| 学位年度： | 2012 |
| 正文语种： | 中文 |
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