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基于OpenFOAM的舱内水对船舶运动的影响
| 论文题名： | 基于OpenFOAM的舱内水对船舶运动的影响 |
| 关键词： | 船舶耐波性;内外水耦合;水量;全粘性理论 |
| 摘要： | 本文中使用了基于粘性理论的开源CFD软件OpenFOAM，数值模拟了内外水耦合一体化的运动，实现了全粘性方式模拟这种内外水耦合的问题，在常规的只能利用势流理论或者混合时域理论去模拟内外水耦合问题上取得了新的进展。 在文中前三章主要除了对内外水耦合研究的背景和发展做了叙述，还对粘性流理论以及有限体积法VOF如何解决内外水耦合作了理论解释。此外，对于求解浮体在波浪中的运动，必须要建立可靠的数值波浪水池，在本文中也对在OpenFOAM中如何设置数值波浪水池作了简单的介绍，并且分析了一些参数对数值水池精度的影响，使其能达到科研要求。 对于内外水耦合一体化的探索，基于传统理论的研究已经取得了很多的成果，而基于全粘性理论的研究还处在初步阶段，所以在文中第四章，创新性的提出了“通孔法”模拟多域耦合的思路，然后以简单的三维方箱作为研究对象，通过对OpenFOAM的开发，实现了三维方箱带水舱时在波浪中的运动问题，并且把数值仿真结果与实验结果进行对比，验证了这种内外水耦合问题使用全粘性方式模拟的可靠性和准确性。在实现了简单三维浮箱的内外水耦合一体化运动后，文中最后使用一条海洋平台工作船PSV作为研究对象，分析了这种全粘性手段模拟复杂模型内外水耦合问题的可靠性，同过计算，分别得到了PSV带水舱在静水中的自由衰减运动以及在波浪中的运动，有自由衰减曲线分析得到水量对船体横摇周期和阻尼的影响，再由横摇运动频响值分析了水量多少对于船舶耐波性的影响，由得到的水相变化图解释了一些计算结果，从侧面验证了全粘性模拟内外水耦合一体化的可行性。 |
| 作者： | 黄天奇 |
| 专业： | 船舶与海洋结构物设计制造 |
| 导师： | 毛筱菲 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 武汉理工大学 |
| 学位年度： | 2016 |
| 正文语种： | 中文 |
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