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迎浪中ONR内倾船参数横摇分析与抑制措施研究
| 论文题名： | 迎浪中ONR内倾船参数横摇分析与抑制措施研究 |
| 关键词： | ONR内倾船;参数横摇;舭龙骨;粘流方法 |
| 摘要： | 船舶在海洋中航行时会遭遇到不同的海况条件，各种非线性外部激励的作用会使得船舶极易发生参数横摇，内倾型船舶在水线以上采用低干舷、舷侧内倾以及穿浪型舰艏等非常规船型设计，使其在波浪中水线面面积和复原力矩的变化规律与常规直壁型及外飘型船舶有着很大的不同。现有研究发现内倾型船舶在迎浪中同样会发生参数横摇现象，因此，本文将以ONR内倾船作为研究对象，借助基于粘流方法的计算流体力学软件STAR-CCM+和基于势流方法的水动力学软件AQWA-NAUT，建立两套有效的参数横摇数值预报方案，对迎浪规则波及不规则波中的船舶参数横摇现象进行模拟分析，并对ONR内倾船的减摇措施进行了研究。 本文首先建立了两套基于不同理论方法的参数横摇数值预报方案，并通过算例验证了方案的可行性，之后对ONR内倾船在迎浪中的参数横摇运动进行了数值模拟，研究了迎浪中初始激励、航速、波陡、横摇阻尼以及随机种子数对ONR内倾船参数横摇运动的影响。研究发现:初始激励对参数横摇是否产生以及参数横摇的最终发展趋势并无影响，加入适当的初始激励后可以明显地缩短参数横摇的发展时间;ONR内倾船参数横摇的发生需要满足一定的波陡条件和遭遇频率比值范围，该范围同常规船舶有所不同;船舶参数横摇对横摇阻尼非常敏感，可以通过增加船舶总横摇阻尼的方式来抑制参数横摇;不规则波中ONR内倾船的摇荡运动表现出较强的非线性，随机种子的个数在数值模拟中对参数横摇计算结果影响较大。 最后，本文选用舭龙骨作为ONR内倾船的参数横摇抑制措施，计算了舭龙骨的安装角度以及舭龙骨宽度对减摇效果的影响。研究发现舭龙骨安装角度对阻尼产生的影响较小，而舭龙骨宽度是横摇阻尼大小的关键因素。本文还提出了一种使用导轨的收放式舭龙骨装置，通过数值模拟验证了不同舭龙骨方案的减摇效果，结果表明舭龙骨可以对ONR内倾船的参数横摇运动产生较好的改善和抑制效果，特别是本文提出的收放式舭龙骨装置，参数横摇抑制效果非常明显。文末还使用CFD软件模拟了不同舭龙骨方案船体舭部漩涡的生成及衰减过程，为研究舭龙骨减摇成因和漩涡发展提供了可行的研究方法。 |
| 作者： | 赵宾 |
| 专业： | 力学 |
| 导师： | 胡开业 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 哈尔滨工程大学 |
| 学位年度： | 2018 |
| 正文语种： | 中文 |
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