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超大型集装箱船非线性波浪载荷计算方法研究
| 论文题名： | 超大型集装箱船非线性波浪载荷计算方法研究 |
| 关键词： | 集装箱船;非线性波浪载荷;砰击压力;数值模拟 |
| 摘要： | 随着国际航运业的发展以及节能减排要求的不断提高，超大型集装箱船因其载货量大、单箱运输成本和碳排放量低等优点，受到越来越多的关注。由于超大型集装箱船船艏外飘较大，在波浪中大幅运动时可能发生艏部砰击，造成此类船型的波浪载荷具有明显的非线性特征。本文充分考虑砰击等各种非线性因素的影响，采用边界元法开发了计算二维剖面砰击压力的数值算法，并将该方法与三维时域非线性水弹性理论结合，提出一种改进的超大型集装箱船非线性波浪载荷的计算方法。本文主要研究内容如下: 1、研究了二维物体入水冲击的理论计算方法，包括冯卡门理论和瓦格纳理论，分析了两种方法的局限性和适用性，并最终确定以瓦格纳方法作为边界元法计算砰击压力的启动条件。 2、开发了基于边界元法进行二维物体入水过程模拟的数值算法，并进行附加质量和砰击压力的计算。以不同底升角的二维楔形体为例，将其入水过程的砰击压力和自由面形状分别与相关文献结果进行了对比验证，计算结果吻合良好，验证了本文方法的正确性。 3、将基于边界元法求解砰击压力的方法与三维水弹性理论结合，给出了计及弹性效应、物面非线性、砰击等因素的超大型集装箱船波浪载荷的三维时域非线性水弹性计算方法。 4、以某10000TEU超大型集装箱船为例，计算了该船体在规则波和不规则波下的运动和非线性波浪载荷，并将计算结果与线性方法计算结果进行对比分析。 |
| 作者： | 晏柳 |
| 专业： | 船舶与海洋结构物设计制造 |
| 导师： | 李辉 |
| 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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