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舰船水下爆炸冲击环境预报的混合模型方法研究
| 论文题名： | 舰船水下爆炸冲击环境预报的混合模型方法研究 |
| 关键词： | 舰船舱段;水下爆炸;冲击环境;预报方法;谱跌现象 |
| 摘要： | 舰船设备在投入使用前，要对舰船设备的抗冲击能力进行考核和评估，舰船的冲击环境是国军标规定的标准输入，准确预报舰船冲击环境是十分必要的。目前冲击环境预报已越来越受到各国海军的重视，而开展舱段试验是研究舰船冲击环境的一种方法，由于舱段试验模型容易获得，试验实施简单方便，因此，研究人员期望通过舱段试验获得整船的冲击环境。但是舱段属于舰船的局部结构，舱段试验结果与实船试验结果存在相当的差异，其中包括舱段与整船的冲击环境自身的固有差异，还包括设备安装可能使冲击谱产生谱跌现象进而导致二者冲击环境产生差异。所以，本文主要针对这两个问题展开研究，通过理论及数值计算，对比分析舱段与整船的冲击环境，目的是提供一种用舱段向整船转化的冲击环境预报方法，具体内容如下: 首先，为分析舱段与整船冲击环境的差异，以水下圆柱壳和水面舰船两种典型模型为例，并截取多个舱段模型，通过数值仿真计算水下爆炸工况下水下圆柱壳及舱段、水面舰船及舱段的冲击环境，对比分析多个局部舱段与整船的冲击环境，探究不同位置及不同长度的舱段与整船冲击环境的差异。 第二，针对相同水下爆炸工况下舱段与整船冲击环境存在差异的问题，采用相关理论分析产生差异的原因，通过对冲击响应进行模态分解，得到不同频段下的响应，并结合冲击环境的频段划分原则，分析两种舰船模型的舱段及整船的低频响应成分，认为舱段与整船的低频响应成分不同是产生冲击环境差异的主要原因。 第三，针对用舱段向整船转化进行冲击环境预报的问题，总结低频段单独的冲击环境预报方法，结合冲击环境理论分析结果，给出一种基于舱段数据的整船冲击环境预报方法，对比分析多种水下爆炸工况下的数值结果与预报结果，认为混合模型预报方法可用于舱段向整船转化的冲击环境预报。通过开展局部结构与整体结构模型的冲击实验，验证了局部结构可近似整体结构的中高频冲击环境。 最后，针对舰载设备的安装是否使舰船冲击环境产生谱跌现象的问题，通过有限元仿真建立多个设备模型，考察了水下爆炸工况下安装设备时的舰船冲击环境，通过改变多种参数探究了冲击环境产生谱跌的影响因素;通过探究设备安装在不同甲板部位时的谱跌现象，提出质量系数这一参数用于折减系数的修订。 |
| 作者： | 温岩岩 |
| 专业： | 船舶与海洋结构物设计制造 |
| 导师： | 郭君 |
| 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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