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三体船连接桥砰击载荷预报方法研究
| 论文题名： | 三体船连接桥砰击载荷预报方法研究 |
| 关键词： | 三体船;连接桥结构;砰击载荷;数值预报 |
| 摘要： | 三体船凭借其在快速性、耐波性等方面的出色表现近年来在军民领域的应用日趋广泛，并且随着技术的不断成熟及使用要求的不断提高，逐渐向大型化、轻量化方向发展，这就使得三体船砰击问题变得尤为突出，对型线平坦宽阔、结构相对薄弱的连接桥结构来说更是如此。砰击问题的严重性对局部结构的抗砰击设计及砰击载荷作用下的结构强度评估提出的更高的要求，而进行这些工作的关键和基础是准确的预报连接桥结构遭受的砰击载荷。由于三体船结构复杂加之砰击问题本身的强非线性，很难用理论方法给出足够精确的解，另外目前指导三体船砰击设计载荷确定的规范体系还有待完善。基于上述背景，本文主要开展了以下几个方面的研究: (1)研究了基于显式有限元法的结构物入水砰击仿真方法。介绍了仿真方法的基本原理、关键参数设置及主要流程，继而用该方法仿真求解了楔形体和平板结构入水砰击问题并将结果与已发表试验数据对比，验证了本文仿真方法的准确性。 (2)研究了预报三体船连接桥砰击载荷的落体试验技术。用二维切片缩尺模型落体试验方法研究了入水过程中连接桥处砰击载荷的时历特征，砰击压力峰值、无因次压力峰值系数及其物面分布规律，模型加速度等砰击过程特征参量并研究了这些参量随入水速度的变化规律，分析了主船体溅射及空气垫效应对连接桥处砰击载荷的影响。 (3)初步探讨了主船体未出水情况下落体试验模型更合理的设计方式。考虑到上述模型落体试验中因主船体首先入水造成巨大干扰后的流场与主船体未出水情况下连接桥发生砰击时的实际流场情况差别较大，提出了主体弱化模型构想并开展试验，进而给出了一种更针对性的研究主船体未出水情况下连接桥处砰击问题的新思路。 (4)研究了三体船连接桥砰击载荷的数值预报方法。分别采用2D和3D仿真方法进行了连接桥砰击载荷的数值预报，通过与试验数据对比探讨了两种方法在连接桥砰击载荷预报上的适用性，指出了2D方法的不足，继而采用3D仿真方法研究了模型重量对连接桥砰击载荷的影响。 (5)研究了三体船连接桥砰击载荷设计值的确定方法。在对无因次压力峰值系数k进行了详细研究的基础上，与船波相对运动的预报相结合，给出了一套工程适用性强的三体船连接桥砰击载荷设计值确定方法。 |
| 作者： | 董传瑞 |
| 专业： | 船舶与海洋结构物设计制造 |
| 导师： | 刘宁 |
| 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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