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原文传递龙骨帆船完整稳性研究及应用

论文题名：	龙骨帆船完整稳性研究及应用
关键词：	龙骨帆船;荷载布局;波浪要素;完整稳性;三维模型
摘要：	帆船稳性是指船受到外力作用时，船体产生纵倾和横倾后，恢复倾侧的能力，是帆船航行的基本保障和帆船检验的主要内容，也是帆船设计和使用人员最为关注的问题之一。通常船舶稳性一般仅考虑船舶在静水中的稳性，但实际航行中，波浪对稳性的影响、船舶航行动稳性对安全的影响，两者不容忽视。对于龙骨帆船，海上挂帆航行是一个复杂的过程，航行姿态与常规船舶不同，航行时通常会与水面倾斜一定角度，风帆受风面积大、风压中心高，海上航行的帆船比一般船舶倾覆的安全隐患更大。目前，国内外对龙骨帆船稳性研究的文献较少，为了研究龙骨帆船静水稳性、随浪稳性以及航行状态下的动稳性变化规律，本文以国内某游艇企业自主开发的一艘龙骨帆船为例，展开以下研究工作：　　1）建立龙骨帆船三维模型，采用可变重量位置变化对稳性影响的计算方法，基于MAXSURF软件进行龙骨帆船静水稳性计算，重点研究乘员布局作为荷载位置变化对龙骨帆船稳性的影响规律，得到乘员布局对稳性影响最大程度分别位于舱内客厅、尾部甲板和上层甲板布局。依据规范，获得不同乘员布局下的满帆作业的安全操帆风速变化范围为3.8m/s至8.8 m/s，即乘员不同的装载位置所能满足规范达到的最大操帆风速相差近57％。　　2）基于表面积分法进行龙骨帆船随浪稳性研究，分析随浪中不同的波浪参数和船波相对位置对龙骨帆船完整稳性变化的规律。结果表明：波浪要素对龙骨帆船初稳性影响较大，其中船中位于随浪上坡段位置时的初稳性高比静水平面初稳性高减小了近37%。龙骨帆船随浪波峰与随浪下坡段位于船中时大倾角稳性会减小，且发生在横倾范围大于60°下，而对于龙骨帆船随浪波谷与随浪上坡段位于船中时会以横倾角65°左右为界，出现随浪大倾角稳性与静水稳性大小差异呈相反趋势。　　3）基于帆船运动力学和VPP理论，运用MAXSURF VPP计算龙骨帆船的航行姿态，得到帆船航行的航速与倾角范围。依据航行姿态，建立数值水池，利用CDF数值模拟龙骨帆船在不同航速且强迫横倾航行下的航行动稳性性能。结果表明：龙骨帆船静水强迫横倾10°和20°航行时，帆船在设计航速范围内随着航速的增加复原力矩下降趋势分别为8.0%和6.4%。迎浪航行各工况最大复原力矩与静水航行相比减少量可达到22.40%~53.61%。　　4）依据 CCS规范《2012帆艇检验指南》中对龙骨帆船完整稳性的衡准要求，利用C#语言对Rhinoceros软件进行二次开发，实现计算精度高、计算效率优势明显的龙骨帆船稳性衡准插件系统的开发。
作者：	胡健康
专业：	船舶与海洋工程
导师：	林少芬
授予学位：	硕士
授予学位单位：	集美大学
学位年度：	2016
正文语种：	中文