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受限水域船舶下沉及纵倾数值研究
| 论文题名： | 受限水域船舶下沉及纵倾数值研究 |
| 关键词： | 受限水域;数值模拟;重叠网格;船舶下沉;船舶纵倾;尺度效应;操纵性 |
| 摘要： | 船舶在航行过程中会发生船体下沉及纵倾现象。在受限水域，这种现象更加显著。随着现代造船工艺的逐步提高，船舶的大型化、快速化导致船舶的下沉及纵倾加剧，威胁船舶的航行安全。 目前，对于船体下沉及纵倾的研究，国内外学者多采用回归公式估算的方法。这种方法的适用范围受到限制，试验费用高、周期长，存在“尺度效应”问题。近年来，随着计算机技术的飞速发展，计算流体力学的数值计算方法在船舶水动力学问题中得以成功应用，为研究船舶操纵性问题提供了一种有效的工具。 本文选用被ITTC组织认可并做过详尽水池试验的系列60船型(Cb=0.6)船模做为计算对象，运用重叠网格技术，通过采用PISO算法求解不可压缩RANS方程，对船体下沉及纵倾进行了数值计算。其中，湍流模型选取SST k-ω模型，运用有限体积法进行数值离散，对自由液面的模拟运用了单相Level set方法。将计算结果与船模拖曳水池试验数据进行了比较，结果吻合良好，验证了本文方法的可行性、可靠性。同时，将数值计算结果与运用经验公式计算的结果进行了比较，结果表明本文所采用的数值方法在预报船体下沉及纵倾方面，计算精度要大大优于经验公式。 本文对影响船体下沉及纵倾的船速、浅水、岸壁三个因素进行分析。通过对船舶分别在深水、浅水中航行时，不同水深傅汝德数下船体下沉及纵倾的数值计算，得到船舶在深水、浅水中的船体下沉及纵倾结果。将此结果与船舶在受限水域的船体下沉及纵倾数值计算结果进行比较，分别探究了船速、岸壁、浅水对船体下沉及纵倾的影响。 本文数值方法能较准确地计算船舶航行时船体下沉及纵倾。本文的研究对运用计算流体力学方法预报船舶操纵性能方面具有一定的参考价值。 |
| 作者： | 张松 |
| 专业： | 交通信息工程及控制 |
| 导师： | 洪碧光 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 大连海事大学 |
| 学位年度： | 2014 |
| 正文语种： | 中文 |
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