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限制水域船-船相互作用水动力数值计算
| 论文题名： | 限制水域船-船相互作用水动力数值计算 |
| 关键词： | 船-船相互作用;水动力;限制水域;数值计算 |
| 摘要： | 船-船相互作用与船舶航行安全密切相关，是船舶操纵性的重要研究内容之一。随着航运业的发展，港口、航道内航行船舶的密集程度越来越大，导致船舶邻近航行时的水动力相互作用也越来越明显。船舶之间的相互作用容易引起碰撞事故从而导致人员伤亡和财产损失，化学品船、油船等碰撞破损后还会对环境造成严重污染，因此，为了确保船舶的安全航行，对船-船相互作用问题的研究越来越受到人们的重视。此外，随着航运业的发展，船舶向大型化方向发展，而近岸、入海口、港湾和内河航道等水域的岸壁和水深则不会有明显变化；因此，这些水域相对于现代化船舶而言水深变浅，航道宽度变窄，即变成所谓的限制水域。航行在限制水域中的两船，会受到所谓的浅水效应和岸壁效应作用，使船-船相互作用水动力进一步加大，从而加剧船舶航行的不安全因素。因此，研究限制水域中两船水动力相互作用问题对于保证船舶航行安全变得更为重要。 本文针对在限制水域中两船会遇和追越，以及航行船经过系泊船的情况，应用CFD软件FLUENT，通过求解非定常RANS方程并结合RNG k-w湍流模型，采用动网格技术及用户自定义函数（UDF）进行船舶运动过程中的网格更新，对两船在模型尺度下沿平行直线航行时的三维非定常粘性流场进行了数值模拟，并对两船之间的相互作用水动力进行了数值计算研究。首先，通过将计算结果与试验数据进行对比，验证了本文所采用数值方法的可行性和有效性，并对船-船相对运动过程中的受力规律进行了分析；随后，针对四种船型，在不同水深、船-岸间距、两船航速以及船-船横向间距下进行了系列计算，并通过对水动力计算结果的分析，得到了上述各因素对船-船相互作用水动力的影响规律。 本文对限制水域中两船之间的相互作用水动力进行数值计算研究，所得结果能合理地预报船-船相互作用力，对限制水域中船舶安全操纵与控制具有一定的指导意义，并可为后续复杂情况下的船-船或船舶与其他海洋结构物之间的水动力干扰问题研究提供参考。 |
| 作者： | 刘晓艳 |
| 专业： | 船舶与海洋结构物设计制造 |
| 导师： | 邹早建 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 上海交通大学 |
| 学位年度： | 2016 |
| 正文语种： | 中文 |
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