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原文传递波浪载荷下的船体强度分析

论文题名：	波浪载荷下的船体强度分析
关键词：	船体强度;波浪载荷;流场受力;波浪参数;极限状态
摘要：	当船行驶在变幻莫测、波涛澎湃的大海里时，由于波浪的作用，船体可能受到损坏。因此，在波浪中航行的船体的强度问题是一个值得研究的课题，可以为船舶航行的安全提供更加可靠的保障。　　为了准确确定船舶在海中航行时的结构强度，本文选择ANSYS WORKBENCH流固耦合平台，利用计算流体力学软件FLUENT中计算整船在静水或波浪中的流场受力，再将整船受到的力耦合到静力分析中，而不是通过程序来传导载荷，增加了计算精度，研究整船的应力变形情况。本文的主要工作将从以下几个方面展开：　　1、建立二维波浪水槽，通过UDF宏DEFINE_PROFILE(name,thread, index)来定制与时间和位置有关的速度入口边界条件与两相流中水的体积占水槽总体积百分比，从而实现stokes三阶波浪的模拟以及达到消波的效果，并且对四种不同长度消波区的波面方程进行对比分析。同时将数值模拟stokes三阶波浪与理论波浪进行分析对比，验证了造波的可行性。　　2、建立流场模型，分析在14kn/h速度下整船所受静水压力和动压力，通过Workbench平台进行单向流固耦合，在静力场，建立整船有限元模型，将整船受力耦合导入固场，随后进行整船应力应变分析。　　3、为了计算船舶中拱和中垂两种极限状态的载荷，本文依据stokes三阶波五级波浪参数编写了UDF函数并模拟了数值波浪水槽。将整船放入波浪中，得到中垂和中拱极限状态的载荷分布，耦合进入固场，对比分析满载和空载两种工况下整船的应力、变形情况，校核其强度，符合标准。　　4、根据相似理论推导波浪对结构作用的相似条件，从而得到应力应变相似关系，然后分别对原模型与相似模型进行在相似条件下的数值仿真，将两者结果进行对比分析，验证波浪对结构作用的相似条件与应力应变关系的正确性。
作者：	聂莹
专业：	力学
导师：	李鸿
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