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潜艇耐波性数值预报及影响因素分析
| 论文题名： | 潜艇耐波性数值预报及影响因素分析 |
| 关键词： | 潜艇耐波性;数值预报;惯性系数;几何因素 |
| 摘要： | 潜艇，由于自身艇型和相对自由面位置的特点，无论水面还是水下状态，其静水力性能均有别于水面船，在水面附近波浪中的运动规律也会有所差异。对于近水面航行的潜艇，受到波浪力的作用，其运动既含有水面船的波频摇荡运动，又有深水潜艇的低频操纵运动，是一种耦合的非线性运动，且二阶平均垂向波浪力和纵倾力矩还会引起危险的操纵失控现象。而作为基础的波频运动可以辅助求解二阶平均波浪力，又可指导实际操纵，分析潜艇几何因素对其影响还能为艇型设计提供参考。所以，研究潜艇水面和近水面耐波性具有重要的理论意义和实用价值。 本文利用STF切片法和二维源汇分布法，辅以潜艇附体升力修正和半理论半经验的横摇阻尼修正方式，加之纵荡单自由度运动方程，计算潜艇规则波中的六自由度运动响应及一阶波浪力，并运用谱分析技术，实现对不规则波中摇荡运动的统计特征的预报，从而建立潜艇水面和近水面耐波性数值预报方法。 参考公开发表的文献资料、相关模型试验结果和基于同类方法的计算程序的计算结果，验证二维剖面水动力计算方法合理，STF切片法数学模型准确，水面和近水面潜艇耐波性预报结果可靠。 在此基础上，开展对影响潜艇耐波性的主要因素的分析研究。根据水面和水下潜艇静水力性能的特点，研究稳心高和惯性系数对其耐波性运动的影响规律，并比较两种状态下的差异与联系。选取不同潜深状态，分析潜艇近水面波频运动及所受一阶波浪力的变化规律。通过对比近水面状态不同附体组合形式的潜艇的运动与受力，掌握不同类型附体影响耐波性的特点，为附体的几何设计和布置方式提供理论依据。改变潜艇主尺度，对比耐波性计算结果，分析主艇体最大直径与艇长对耐波性的影响，可供潜艇外形设计与耐波性分析参考。 |
| 作者： | 邬志佳 |
| 专业： | 船舶与海洋结构物设计制造 |
| 导师： | 丁勇 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 哈尔滨工程大学 |
| 学位年度： | 2014 |
| 正文语种： | 中文 |
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