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船舶参数横摇分析与抑制措施研究
| 论文题名： | 船舶参数横摇分析与抑制措施研究 |
| 关键词： | 集装箱船;横摇现象;减摇水舱;数值模拟 |
| 摘要： | 船舶在水中航行时，不可避免的会受到风浪流等外部参数激励的共同作用，极易发生大角度横摇的现象，严重的甚至会导致船舶倾覆。本文主要是以Cll集装箱船为研究对象，运用非线性理论分析船舶在波浪中航行时发生的大角度参数横摇现象。针对船舶发生的大角度参数横摇现象，通过设计U型被动式减摇水舱抑制参数横摇现象。 本文主要研究的是船舶在纵浪中，在不同的波高和遭遇频率情况下，船舶的横摇运动情况。根据参数振动的相关理论，在Mathieu方程的基础上，对船舶横摇回复力项进行非线性展开，研究船舶横摇运动。先对船舶的单自由度横摇运动研究，在单自由度的基础上，对船舶三自由度（垂荡、横摇、纵摇）耦合运动情况进行研究，并对船舶三自由度运动进行数值模拟，然后与实验结果进行比较，对船舶发生的大角度横摇现象进行分析。由于船舶发生参数横摇属于大角度横摇，线性理论已不适用于计算船舶大倾角稳性了，所以本文主要采用非线性理论。船舶在波浪中航行时，由于船舶与波浪相对位置的不断变化，导致船舶瞬时湿表面积的不断变化，船舶的回复力也一直在不断变化。本文中对船舶回复力项进行三阶泰勒展开，将回复力项表示为横摇角与时间的函数。通过查找相关文献，求解得到相关水动力系数的表达式。根据经验公式以及表达式，采用编程与软件相结合的方法对相关水动力系数的求解。求得相关的水动力系数之后，将其带入到三自由度耦合的运动方程中。根据耦合方程对三自由度运动进行数值模拟，然后与实验值进行比较。 针对船舶在波浪中航行时发生的大角度横摇现象，在船舶上安装减摇水舱对船舶横摇运动进行抑制。在设计减摇水舱时，要综合考虑多方面的因素。本文根据Cll集装箱船的相关参数进行减摇水舱的结构设计，通过对比安装减摇水舱前后横摇的有义幅值，来确定水舱的减摇效率。在单水舱的基础上，进行双水舱的设计，然后对单、双水舱的减摇效果进行对比分析，发现双水舱的减摇效果要好于单水舱的减摇效果。此外，双水舱在抵抗船舶纵摇运动方面起到良好的作用。 |
| 作者： | 姜荃华 |
| 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： | 2017 |
| 正文语种： | 中文 |
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